عنوان پایان‌نامه
بهره برداری و کنترل مزارع بادی در حضور ذخیره کننده های انرژی
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-قدرت-سیستم ها فشارقوی الکتریکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2630;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 67360
- تاریخ دفاع
- ۲۰ دی ۱۳۹۳
- دانشجو
- امین قاسم دوست
- چکیده
- همزمان با پیشرفت فن آوری، استفاده از انرژی الکتریکی نیز هم سو با سایر منابع انرژی فزونی یافته است. استفاده از منابع فسیلی برای تولید انرژی الکتریکی علاوه بر پایان پذیر بودن آن ها، اثرات زیست محیطی مخربی را به دنبال دارد. از آنجایی که باد یکی از منابع پاک، ارزان و تجدیدپذیر است، تولید انرژی الکتریکی توسط باد یکی از صنایع رو به رشد بوده که در چند دهه اخیر رشد چشمگیری داشته است. در مقابل تمامی این مزایا، طبیعت نوسانی باد، مشکلات پیش بینی سرعت باد و عدم توانایی در کنترل باد باعث شده است تا روش های مختلفی برای کنترل توان تولیدی از باد و کاهش اثرات سوء آن بر شبکه های قدرت ارائه شود. یکی از این روش ها ذخیره سازی توان حاصل باد است. یکی از ساختارهای متداول اتصال توربین های بادی به شبکه، استفاده از ژنراتورهای القایی تغذیه دوگانه است. این ژنراتورها علاوه بر مزایایی نظیر کنترل سرعت، کنترل توان راکتیو و ... به دلیل وجود ادوات الکترونیک قدرت بر روی روتور آن ها امکان ذخیره سازی مستقیم توان و کنترل توان تزریقی توسط واحد بادی به شبکه را بدون هیچ گونه تجهیز اضافی را فراهم می آورند. در این پایان نامه با هدف بهره برداری و کنترل مزارع بادی مجهز به این ژنراتورها در کنار واحدهای حرارتی، ابتدا مدل مناسبی از توربین های مجهز به این ژنراتورها در حالت ماندگار براساس الگوریتم تکرار ارائه شده است. به منظور بهره برداری بهینه سیستم قدرت، از مدل مذکور در پخش بار بهینه ی سیستم قدرت دارای تجهیزات تولید توان بادی و باتری های ذخیره کننده ی توان استفاده شده است. برنامه ریزی بر روی یک شبکه قدرت استاندارد با هدف کمینه کردن هزینه ی تولید در سیستم قدرت، تعیین نحوه ی تخصیص توان به واحدهای بادی و حرارتی و نحوه کنترل ذخیره ی توان بادی با در نظر گرفتن قیود مربوط به امنیت سیستم، محدودیت های واحدهای بادی، حرارتی و ذخیره کننده ها به کمک روش غیرخطی و توسط الگوریتم های تکاملی انجام شده است. بهره برداری از این شبکه در طی یک شبانه روز و با در نظر گرفتن شرایط مختلف برای تولیدکنندگان توان صورت گرفته و نتایج حاصل به خوبی بیانگر نقش ذخیره کننده های توان در بهره برداری از سیستم های قدرت دارای تولیدکنندگان توان بادی و استفاده از حداکثر توان قابل تولید توسط باد بدون ایجاد اختلال در امنیت سیستم می شود.
- Abstract
- With the development of technology, using electrical energy is increased as the other sources of energy. Using the fossil fuel sources to produce electrical energy beside their exhaustibility, causes environmental impacts. Since, the wind is one of the cleanest, inexpensive and renewable sources of energy, using that to produce electricity has been a growing industry in recent decades. Against all of these advantages, the intermittent nature of wind, problems in forecasting wind speed and inability to control the wind, make represent solutions to control wind power and mitigate its unfavorable effects on power systems. wind power storing is one of these solutions. Doubly Fed Induction Generators (DFIGs) are common structures of wind turbines. Beside advantages such as rotor speed control, reactive power control, etc in these generators, because of existing power electronic convertors on rotor, they can directly store power that is injected from wind turbine into power system without any extra equipment and control power output of wind turbine. In this thesis, first, it's presented a DFIG based wind turbine model in steady-state based on iterative algorithm to achieve the purpose of the operation and control of wind farms that are equipped with these kind of generators beside thermal units. Then it's used in optimal power flow of power system that includes wind energy conversion systems (WECSs) and battery energy storage systems (BESSs) to optimal power system operation. Scheduling is implemented on a standard power system to minimize generation cost, dispatch power between wind generation and thermal units and determine the storages of battery considering security constraint, wind and thermal generation units and battery energy storages systems constraints, with nonlinear programming and evolutionary algorithms. It's done in 24 hours and in different conditions of power generators and the result demonstrates the role of energy storage systems in power system operation and using maximum wind power without causing any disturbance in system security.
