عنوان پایان‌نامه
آنالیز و طراحی مبدل دوطرفه وسیستم ذخیره انرژی با ابر خازن برای شبکه مترو
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2116;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 54675
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- رضا تیمورفر
- استاد راهنما
- بهزاد آسایی, حسین ایمان عینی
- چکیده
- در این پایان نامه هدف این است که با استفاده از ابرخازن یک سیستم ذخیره انرژی ایستا (نصب شده روی زمین) برای مترو تحلیل و طراحی شود. متروی خط 3 تهران، به عنوان نمونه انتخاب شده است. ابتدا شبکه مترو شامل قطار¬ها، خطوط، پست یکسوساز و سیستم ذخیره انرژی مدل شده است. سپس به کمک مدل مذکور شبکه مترو در نرم افزار PSCAD شبیه¬سازی شده و جریان¬های بازتولیدی تحلیل شده ¬است. برای بهینه کردن اجزای سیستم ذخیره انرژی، با استفاده از یک روش پیشنهادی و از طریق بسط معادلات ولتاژ و جریان نقاط مختلف شبکه، انرژی بازتولیدی و مصرفی هر ایستگاه محاسبه شده و برای کل شبکه مترو یک تابع هزینه تعریف شده است. برای پر و خالی کردن ابرخازن¬ها یک مبدل مناسب انتخاب شده و برای سیستم مورد نظر یک طرح کنترلی پیشنهاد شده است. با استفاده از جعبه ابزار بهینه سازی نرم افزار متلب تابع هزینه مذکور کمینه شده و مقادیر نامی سیستم ذخیره انرژی از جمله ظرفیت نامی بانک خازنی و مقادیر نامی اجزای مختلف مبدل، تعیین گردیده است. شبکه مترو به همراه سیستم پیشنهادی در نرم افزار PSCAD شبیه سازی شده است. با بررسی نمودار ولتاژ و جریان اجزای مختلف سیستم و محاسبه بازده مبدل، عملکرد سیستم پیشنهادی ارزیابی شده است. در نهایت با محاسبه معیارهایی همچون درصد صرفه جویی انرژی، میزان انرژی ذخیره شده، هزینه سرمایه¬گذاری اولیه، دوره بازگشت سرمایه و ارزش فعلی سرمایه گذاری، سیستم مورد نظر تحلیل اقتصادی شده ¬است.
- Abstract
- In this thesis, stationary super-capacitor bank is used to store the metro network regenerative braking energy. As a case study, line 3 of Tehran metro network is chosen. First metro network including trains, electric lines, substations and energy storage system (ESS) is modeled. Then it is simulated through PSCAD software and regenerative currents are analyzed. A new approach is proposed to find an appropriate cost function for sizing the ESS components. As a case study, station five of line three of Tehran metro network is chosen. By minimizing the proposed cost function using Matlab software optimization toolbox, the optimum rating of components is found. An appropriate dc-dc converter and a useful control strategy are suggested for charging and discharging of super-capacitors. Then the metro network is simulated with proposed ESS in PSCAD environment. The converter operation is verified by analyzing the current and voltage of different points. Finally, the effectiveness of the proposed ESS is confirmed by economic evaluations and benefit/cost analyses.
