عنوان پایان‌نامه
کنترل فرکانس در شبکه های مجهز به واحدهای بادی با ضریب نفوذ بالا
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-قدرت-سیستم ها فشارقوی الکتریکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2528;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65693
- تاریخ دفاع
- ۳۰ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- وحید غلامرضائی
- چکیده
- انرژی بادی از مهمترین انرژی‌های تجدیدپذیر است که در اغلب شبکه‌های قدرت استفاده می‌شود؛ به طوری که رشد روز افزون استفاده از این منابع، ساختار سیستم‌های قدرت امروزی را تغییر خواهد داد و این سیستم‌ها را به سیستم‌هایی با نفوذ بالای انرژی‌های تجدیدپذیر، تبدیل خواهد کرد. از جمله مسائلی که شبکه‌های قدرت با حضور گسترده منابع تجدیدپذیر بادی با آن روبرو است، مسئله کنترل فرکانس در این شبکه‌ها است. درحقیقت، با افزایش واحدهای بادی و کاهش تعداد ژنراتورهای سنکرون، مقدار اینرسی (انرژی سیستم گردان) و ذخیره چرخان شبکه کاهش می‌یا‌بد. بنابراین در این پژوهش، اینرسی مصنوعی، میرایی مصنوعی و ذخیره چرخان با واکنش سریع در مزرعه بادی ایجاد شده است. برای این منظور، از هم‌بندی جدیدی از واحدهای بادی مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه(DFIG) و واحدهای بادی مجهز به ژنراتور آهن ربای دائم(PMSG) استفاده شده است. در این هم‌بندی، واحدهای DFIG در توان بیشینه خود بهره‌برداری می‌شوند و توان عمده مزرعه بادی را تولید می‌کنند. اما واحدهای PMSG پایین‌تر از توان بیشینه خود بهره‌برداری شده و در فراسرعت راه اندازی می‌شوند. از این‌رو، در واحدهای PMSG ذخیره توان مثبت و منفی به وجود می‌آید، به طوری که این ذخیره توان، درحالت گذرا به‌سرعت در دسترس است. برای ایجاد اینرسی و میرایی مصنوعی به ترتیب، با مشتق‌گیری از تغییرات توان یکی از واحدهای مرسوم سیستم قدرت و نمونه‌گیری از تغییرات فرکانس سیستم، این ذخیره توان با بهرهMv وDv ، به شبکه تزریق می‌گردد. هم‌چنین این ذخیره توان می‌تواند به عنوان ذخیره چرخان، با نمونه‌گیری از تغییرات توان یکی از واحدهای مرسوم سیستم به شبکه تزریق شود. به علاوه مدل کنترل فرکانس هم‌بندی ارائه شده، همراه با واحدهای مرسوم در سیستم تک‌ناحیه‌ای و دوناحیه‌ای آورده شده است. روش پیشنهادی با نفوذ بالای مزرعه بادی در سیستم جزیره‌ای مزرعه بادی متصل به واحد آبی، سیستم تک‌ناحیه‌ای و سیستم دوناحیه‌ای شبیه‌سازی شده است. با مقایسه نتایج شبیه‌سازی، عملکرد مناسب روش پیشنهادی در کنترل فرکانس شبکه در شرایط نفوذ زیاد واحدهای بادی نشان داده شده است. واژه‌های کلیدی: اینرسی مصنوعی، میرایی مصنوعی، واحدهای بادی و فرکانس شبکه
- Abstract
- Wind energy is one of the most important renewable energies used in most power systems. The growing use of wind power resources has changed the structure of modern power systems and will convert these systems to the high-profile renewable energy systems. Of Issues that power systems are faced with (in presence of renewable wind resources,) is frequency control in these systems. Indeed, the inertia amount (rotating system energy) and spinning reserve of power systems is reduced. Therefore, in this study, virtual inertia, virtual damping and spinning reserve has been created by a quick response in the wind farm.For this purpose, a new integration of the units has been used DFIG and PMSG. In this integration, some DFIG units are used in their maximum power and can produce the wind farm's major power. But the PMSG units are used lower than their maximum power and work in over-speed. Hence, there can be a positive and negative reserve, so that this power reserve is available in the transient mood quickly. To create a virtual Inertia and damping being derived by power changes of one of power system conventional units and feedback from system frequency, this power reserve with gain Mv and Dv is injected into the gird. Also this reserve can be injected into the gird as spinning reserve by power changes of one of power system conventional units. In addition, integration frequency control model is presented together with conventional units in one area and two area system. The proposed method is simulated with a high penetration of wind farm on the island system of wind farm connected to a hydro unit, one and two area system. The advantage of the proposed method in a gird frequency control with high participation of wind units is shown comparing the simulation results. Keywords: Virtual inertia, Virtual damping, Wind units, System frequency
