عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر نوسان توان بار غیر خطی بر ژنراتور سنکرون متصل به شبکه توزیع و کاهش اثرات آن با بکارگیری چرخ لنگر
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-قدرت-سیستم ها فشارقوی الکتریکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2740;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69784
- تاریخ دفاع
- ۰۷ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- رضا بخردیان
- استاد راهنما
- مجید صنایع پسند, مهدی داورپناه
- چکیده
- یکی از بارهای غیرخطی که امروزه به وفور در سیستم قدرت یافت می شود بار کوره ی قوس الکتریکی است. صاحبان صنایع و کارخانجات به دلایل اقتصادی و نگرانی از قابلیت اطمینان شبکه، تمام و یا بخشی از برق مصرفی خود را با استفاده از مولدهای مقیاس کوچک تولید می کنند. از آنجایی که ولتاژ و جریان کوره ی قوس الکتریکی دارای نوسانات فرکانس پایین می باشد لذا توان مصرفی کوره نیز با زمان تغییر می کند. در چنین شرایطی، ولتاژ شینه ای که مولد مقیاس کوچک به آن متصل شده است نیز نوسانی شده و در نتیجه توان الکتریکی تولیدی آنها نیز با نوسان همراه می شود. این نوسانات وارد بخش مکانیکی خواهد شد که در نتیجه باعث تنش مکانیکی و کاهش عمر مجموعه ی محرک اولیه و مولد می شود. در این پایان نامه تأثیر بار غیرخطی کوره قوس الکتریکی بر پارامترهای مولد مقیاس کوچک و توربین متصل به آن، از جمله گشتاور خروجی، توان خروجی، سرعت شفت مولد و توربین در حالت اتصال به شبکه بررسی می شود. برای این مقصود بار کوره قوس الکتریکی به صورت دقیق مدل گردیده و با مقادیر واقعی نیز مطابقت داده شده است. به عنوان اولین راه کار، مقدار بهینه پارامترهای کنترل کننده محرک اولیه به نحوی تعیین می شود که (1) نوسانات مکانیکی مولد در حالت اتصال کوره قوس الکتریکی کاهش یابد، (2) پاسخ دینامیکی سیستم به هنگام وقوع یک اغتشاش مناسب باشد، و (3) پایداری گذرای مولد افزایش یابد. در مرحله بعد، روش های تکمیلی نظیر بکارگیری فیلتر پایین گذر در کنترل کننده محرک اولیه و تغییر آرایش شبکه برای کاهش نوسانات پیشنهاد شده است. به عنوان روش آخر، استفاده از یک سیستم ذخیره کننده ی انرژی برای جبران نوسانات توان مولد پیشنهاد شده است و پارامترهای کنترل کننده های مربوطه به گونه ای بهینه سازی شده اند که مقدار تنش های مکانیکی به حداقل برسد. واژه‌های کلیدی: کوره ی قوس الکتریکی – کنترل ریزشبکه – مولد سنکرون مقیاس کوچک – چرخ لنگر
- Abstract
- Electrical arc furnace is one of the non-linear loads which is vastly used in power systems. Industries supply the whole or a part of their associated consumption from small scale synchronous generators (SSSGs) because of economic and reliability concerns. Since arc voltage and current signals consist of low frequency variations, the arc furnace power consumption varies with time. Under such a condition, the bus voltage to which SSSG is connected also includes the low frequency oscillations and thus the SSSG output power would change in time. The oscillations can result in mechanical tension which reduces life expectancy of prime mover and generator. In this thesis, the effects of arc furnace non-linear load on parameters of SSSG and the corresponding prime mover including mechanical torque, output power, mechanical speed of generator and turbine, in grid connected mode are investigated. To do this, arc furnace load is accurately modeled and is verified based on field measurement data. As the first solution to resolve the SSSG mechanical oscillations, optimum parameter values of the SSSG prime mover controller is obtained to (i) decrease mechanical fluctuations when the arc furnace is connected to SSSG, (ii) enhance SSSG dynamic response when a disturbance is occurred in the studied system, and (iii) increase SSSG transient stability. Afterwards, supplementary approaches such as applying a low pass filter with the prime mover controller and also system reconfiguration are proposed to tackle the problem. The last strategy to compensate the oscillations includes utilizing a flywheel as an energy storage system whose controller parameters are optimally determined. Keywords: Electrical Arc Furnace (EAF), small scale synchronous generator (SSSG), generator torque variations, micro grid control, flywheel
