عنوان پایان‌نامه
طراحی اینورتور چندسطحی برای کنترل کننده توان میان فاز
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1383;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 37127;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1383
- تاریخ دفاع
- ۲۵ بهمن ۱۳۸۶
- دانشجو
- افشین صمدی
- استاد راهنما
- شاهرخ فرهنگی
- چکیده
- کنترل کننده توان میان فاز (IPC) یک وسیله نسبتا جدید از خانواده ادوات FACTS است که قابلیت کاهش جریان اتصال کوتاه، مجزا سازی دو شبکه و کنترل توان در سیستم قدرت را دارا می-باشد. استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت در IPC موجب افزایش دینامیک سیستم قدرت می شود. در این پایان نامه یک کنترل کننده توان میان فاز جدید بر اساس مبدل چند سطحی متوالی با ماژول های پل H که با استفاده از ترانسفورماتورهای ایزوله تغذیه می شوند، ارائه می گردد. در هر شاخه IPC، ولتاژ مطلوب با ترکیب سری ماژول های پل H و استفاده از یک ترانسفورماتور افزاینده به سیستم تزریق می گردد. یکی از مزایای مبدل های چند سطحی نسبت به مبدل دو سطحی، امکان استفاده از کلیدزنی فرکانس پایه است، که سبب می شود تلفات کلیدزنی کمتر و بازده بیشتر گردد. در این نوع مدولاسیون با توجه به تعداد سطوح مبدل، تعداد معینی هارمونیک فرکانس پایین حذف می شود؛ در حقیقت این نوع مدولاسیون یکی از روش¬های حذف هارمونیک می¬باشد. این امر منجر به بهبود THD در شاخص-های مدولاسیون بالا می شود. در مقابل با کم شدن شاخص مدولاسیون، THD افزایش می یابد. از آنجایی که مبدل های مورد استفاده در IPC از نوع قدرت بالا هستند و بحث تلفات در آنها از اهمیت خاصی برخوردار است، لذا این نوع مدولاسیون در این گونه مبدل ها بکار گرفته می شود. مهمترین مشکل روش حذف هارمونیک، پیدا کردن روشی برای حل معادلات غیر جبری است که معمولا چندین جواب دارند. در این پایان نامه یک روش جدید بهینه سازی با استفاده از Mathematica Optimization Toolbox ارائه می شود. این روش یک مرحله ای است و مستقیما بر معادلات غیرجبری اعمال می شود. علاوه بر این همه دسته جواب ها را پیدا می کند. این روش همه ی کمینه های محلی را پیدا می کند، از جمله آنهایی که معادلات را صفر می کنند. روش ارائه شده را می توان هم برای شکل موج پله ای و هم شکل موج دو قطبی بکار برد. برای کنترل IPC دو روش کنترل متقارن و کنترل PQ ارائه می شود. همچنین مدل ریاضی IPC برای مطالعات کنترلی استخراج می شود. در اکثر سیستم های غیر خطی، بدست آوردن تابع تبدیل به روش تحلیلی دشوار است. در این پایان¬نامه با استفاده از نرم افزار MATLAB و مدل ریاضی ارائه شده برای IPC، روشی ارائه می شود که با آن می توان تابع تبدیل سیستم را به راحتی محاسبه کرد. با استفاده از تابع تبدیل سیستم و جعبه ابزار sisotool نرم افزار MATLAB، که ابزاری قدرتمند برای طراحی کنترل کننده ها می باشد، ضرایب کنترل کننده های PI برای هر دو سیستم کنترلی IPC محاسبه می شود. عملکرد دینامیکی سیستم پیشنهادی بوسیله شبیه سازی در برنامه PSCAD ، با فرض اینکه IPC به باس 230 kV نمونه از شبکه برق ایران متصل شده است، تحلیل می شود.
- Abstract
- This thesis proposes a novel interphase power controller (IPC) based on multilevel cascaded H-bridge converters, which are fed by diode bridge sources. The fundamental modulation scheme is applied in the proposed structure to decrease the converters switching loss. In addition, this thesis proposes an optimization method for solving nonlinear equations of both selective harmonic elimination PWM and the staircase fundamental switching waveforms. The proposed method based on Mathmatica Optimization Toolbox finds all set of solutions irrespective of the switching angle numbers. The suggested method can overcome the drawbacks associated with harmonic elimination problems. In contrast to the results reported in previous works, the approach here produces all possible solutions without computational and human efforts. The mathematical model of IPC is derived. Based on this model a new method with the aid of MATLAB Simulink® Control Design is proposed to determine the controller parameters. Analytical processes to obtain nonlinear system transfer functions are complicated and cumbersome. The proposed method gives the capability to find the system transfer functions, and to study the behavior of the system for determination of the appropriate controller. The performance of the proposed system is explored by simulation in PSCAD, assuming that the IPC is connected to the sample bus in 230kV network of Iran. .
