عنوان پایان‌نامه
طراحی کنترل کننده سریع برای بازیاب دینامیکی ولتاژ
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2154;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 56021
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- محسن محسنی نژاد
- استاد راهنما
- سعید افشارنیا
- چکیده
- کمبود ولتاژ به عنوان یکی از شایع¬ترین و مخرب¬ترین نارسایی¬های کیفیت توان به شمار می¬آید، که وقوع آن صدمه دیدن و قطع بارهای حساس کارخانجات تولیدی و مشترکین سیستم توزیع را به¬ همراه دارد. بدین ترتیب در این پایان¬نامه به شناخت مهمترین عوامل بروز اثرات نامطلوب این نارسایی و بازیاب دینامیکی ولتاژ به عنوان موثرترین جبران¬ساز کمبود ولتاژ معرفی می¬پردازیم. DVR توان اکتیو مورد نیاز را از یک منبع ذخیره ساز انرژی DC تأمین می¬کند. که این بخش سه وظیفه اصلی را بر عهده دارد: 1- تأمین توان اکتیو طی دوره جبران¬سازی کمبود ولتاژ، 2-ثابت نگه-داشتن ولتاژ باس DC در مقدار نامی، 3-شارژ کردن منبع تأمین¬کننده انرژی پس از جبران کمبود ولتاژ. با توجه به عمق و مدت زمان کمبود ولتاژ به عنوان دو فاکتور مهم در طراحی منبع ذخیره ساز انرژی، تنها ساختار با ذخیره¬ساز انرژی با ولتاژ ثابت با بکارگیری مبدل قدرت مجزا، قابلیت جبران کمبود ولتاژهای عمیق و طولانی مدت را دارد. لذا تنظیم ولتاژ لینک DC در طراحی DVR پیشنهادی مورد توجه قرار می¬گیرد. سخت افزار بازیاب دینامیکی ولتاژ طراحی شده متشکل از مبدل منبع ولتاژ سه فاز با کنترل -کننده دوگانه برداری DVC به همراه کلیدزنی SVM و مبدل یکسوساز افزاینده در حالت هدایت گسسته ، فرکانس ثابت با ضریب توان واحد با اعوجاج بسیار کم در جریان خط و پاسخ گذرای سریع در ولتاژ خروجی است. در کنترل¬کننده دوگانه برداری نیاز است سرعت پاسخ حلقه داخلی افزایش یابد از این رو، حلقه داخلی را برای رسیدن به پاسخ سریع بر اساس قانون "مود بهینه " به دلیل پاسخ سریع و غیر نوسانی و سادگی آن، طراحی می¬کنیم. و حلقه خارجی بر اساس " معیار بهینه سازی متقارن " برای بهینه¬سازی رفتار سیستم و پایداری آن با به حداکثر رساندن حاشیه فاز طراحی می¬گردد. هدف از ارائه این ساختار توسعه کنترل کننده¬های جدید که قابلیت بهبود پاسخ گذرا و حالت دائم و افزایش قابلیت جبران¬سازی دامنه ولتاژ و هارمونیک¬ها و نامتعادلی ولتاژ در کمبود و بیشبود ولتاژ با عمق کم و زیاد است که نتایج شبیه سازی در محیط PSCAD/EMTC تحقق این اهداف توسط ساختار پیشنهادی را به خوبی نشان می¬دهد. در بخش الگوهای تخمین ولتاژ در محیط PSCAD/EMTC از روش متداول قاب مرجع سنکرون(SRF) استفاده گردیده است که از سرعت پاسخ گذرای پایین و عدم جبران توام دامنه و فاز برخوردار است بنابراین روش الگو حداقل مربعات و استراتژی پیش از خطا با دقت و سرعت پاسخ سریع در طراحی سیستم کنترل نوین مورد توجه قرار می گیرد.در ادامه با انجام شبیه سازی در شرایط سینوسی شبکه در محیط MATLAB/SIMULINK به بررسی اثر سیستم کنترل پیشنهادی بر جبران کمبود ولتاژ پرداخته می شود که علاوه بر افزایش قابلیت جبران¬سازی در جبران کمبود ولتاژهای عمیق از سرعت و قابلیت بهبود سایر نارسایی¬های کیقیت توان نظیر هارمونیک نیز برخوردار است.
- Abstract
- Voltage sags are known as one of the most destructive and prevalent power quality problems cause sensitive loads tripping in the production factories and distribution participators. Hence, in this voltage sag, its main causes and harmful effects would be discussed and Dynamic Voltage Restorer (DVR) would be introduced as the most effective voltage sag compensator. A DVR has four main sections which are: Energy storage (DC side), DC-AC voltage source inverter, Injection voltage and Control system. DVR provides required active power from from DC enrgy storage. This section has three main task: 1-Providing active power during voltage injection, 2-making constant DC voltage in naminal voltage, 3-Charging source of voltage storage after compensating voltage sag. According depth and duration of voltage sag as two main factors to desing DC enrgy storage. Only in Structure of enrgy storage with constant voltage able to compensate voltage sag. The main disadvantage of convenital DVR structure is uncontrollable DC link voltage and no-sinusoidal input current drowns from network. Hence, the DC link voltage regulating in DVR, in the deep assymetrical voltage sag,is essential for correct operating. A proposed DVR hardware structure consisting constant-frequency, unity-power-factor, and discontinuousconduction- mode boost rectifier and three phase voltage source inverter with dual vector control along with SVM switching method is proposed. The advantage of this structure simulated in PSCAD/EMTC, improved of new controllers with capability of improvement transient and steady state response and increase capability of compensation of harmonics and voltage amplitude in sags/swells voltage with low and high depth. In Double vector controller, it is essential to increase the speed of inner loop response, so the inner loop is desinged to achieve fast response based on Modulus Optimum Tunning Criteria,because of its fast, simple and nonosilating response. Outter loop is desinged based on Symmetrical Optimum Tuning Criteria with maximum phase margin, to optimize system and stability. In section voltage estimation algorithms, used one of conventional control system known as SRF with the slow transient response and without capability of both amplitude and phase angle restoration. Hence, least squares algorithm with pre-fault method fitting one as an accurate and fast algorithm would be chosen for a novel control system design. Afterwards, the forgoing control system would be simulated in sinusoidal condition of distribution network by MATLAB/SIMULINK and its applications in voltage sag improvement. Simulation results that novel control system is suitably capable to mitigate voltage sag depth in distorted condition of network.
