عنوان پایان‌نامه
طراحی مبدل چند سطحی AC/DCمناسب برای کنترل کننده توان میان فاز
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1420;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 38034;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1420
- تاریخ دفاع
- ۳۰ تیر ۱۳۸۷
- دانشجو
- امید علیزاده
- استاد راهنما
- شاهرخ فرهنگی
- چکیده
- امروزه یکسوسازها بعنوان مبدل¬های انرژی از حالت AC به DC در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می¬گیرند. یکی از این کاربردها استفاده بعنوان بخش AC/DC از مبدل¬ پشت به پشت AC/DC/AC در ادوات FACTS می¬باشد. کنترل¬کننده توان میان فاز (IPC) یک وسیله به نسبت جدید از خانواده ادوات FACTS است که قابلیت کاهش جریان اتصال کوتاه، مجزاسازی 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 مبدل چندسطحی با سلول¬های پل H متوالی بعنوان بخش AC/DC از مبدل AC/DC/AC مورد استفاده در IPC طراحی می¬شود. یکی از مزایای مبدل¬های چندسطحی نسبت به مبدل دوسطحی، امکان استفاده از کلیدزنی با فرکانس پایین است، که سبب می¬شود تلفات کلیدزنی کمتر و بازده بیشتر گردد. تاکنون روش¬های مدولاسیون متعددی برای اینورترهای چندسطحی ارائه شده است، ولی بررسی کمی روی نحوه کنترل و مدولاسیون یکسوسازهای چندسطحی انجام شده است. مبدل چندسطحی AC/DC مناسب برای استفاده در IPC باید علاوه بر داشتن قابلیت عبور توان اکتیو در هر دو جهت، ولتاژ خازن¬های DC را همواره بصورت متعادل و برابر با مقدار مرجع نگه دارد. در این پایان¬نامه دو روش کنترلی برای مبدل چندسطحی AC/DC متوالی پیشنهاد می¬شود. روش اول بر مبنای مدولاسیون پهنای پالس سینوسی با شیفت فاز می¬باشد. پارامترهای کنترلی مناسب برای عملکرد صحیح مبدل طراحی شده و یک تکنیک کنترلی جدید برای حفظ تعادل ولتاژ خازن¬ها ارائه می¬شود. روش دوم بر مبنای کنترل مقدار متوسط ولتاژ مبدل می¬باشد. در این روش از کنترل پیش¬بین در حلقه کنترل جریان استفاده می¬شود. با بدست آوردن معادلات حالت مبدل چندسطحی AC/DC زمان کلیدزنی مناسب در این روش تعیین و الگوریتم پیشنهادی برای حفظ تعادل ولتاژ خازن¬ها بیان می¬گردد. صحت عملکرد روش¬های پیشنهادی با شبیه¬سازی با نرم¬افزار MATLAB بررسی می¬شود. مبدل چندسطحی AC/DC پیشنهادی علاوه بر اینکه تعادل ولتاژ خازن¬ها را در همه حالت حفظ می¬کند، جریان سینوسی با ضریب توان واحد از شبکه ورودی می¬کشد. برای بررسی نحوه عملکرد مبدل پشت به پشت با مبدل چندسطحی AC/DC پیشنهادی شبیه¬سازی IPC با مبدل¬های AC/DC/AC در شاخه¬های سلفی و خازنی در نرم¬افزاز PSCAD در یک باس نمونه از شبکه برق ایران انجام شده و نتایج ارائه می¬گردد.
- Abstract
- Nowadays, AC/DC converters are used in several applications. One of these applications is in FACTS devices. Interphase power controller is a new device from FACTS family which has the ability of decreasing short-circuit current, decoupling of power grids and control of active power in power system. Utilization of power electronic converters in IPC results in improvement of dynamic response. In this thesis, a multilevel converter with series H-bridge cells is designed as the AC/DC part of the AC/DC/AC converter in IPC. Several modulation methods are proposed for the multilevel inverters, but a few works has been done on control and modulation of multilevel rectifiers. The proper AC/DC converter for the IPC should keep the capacitor voltages balances and equal to reference value as well as controlling the active power in both directions. In this thesis two control methods are proposed for the multilevel AC/DC converter. The first method is based on phase-shifted SPWM. The control parameters are designed for proper operation of the converter and a new capacitor balancing technique is presented. The second method is based on the average value of parameters. In this method, predictive control is used in current control loop. Proper switching time interval is determined using state-space equations of the AC/DC converter, and the appropriate balancing algorithm is proposed. The verification of the proposed methods are carried out by MATLAB. The proposed AC/DC converter draw sinusoidal current with unity power factor from the grid, as well as keeping capacitor voltages balanced. Simulation of the IPC with AC/DC/AC converters is done in PSCAD for the verification of the proposed AC/DC converter in IPC and the results are presented.
