عنوان پایان‌نامه
بررسی و کنترل پایداری دینامیکی سیستم قدرت دارای نیروگاه بادی
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-قدرت-سیستم ها فشارقوی الکتریکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2419;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 62472
- تاریخ دفاع
- ۱۷ دی ۱۳۹۲
- دانشجو
- محمد پویانی
- استاد راهنما
- سعید افشارنیا
- چکیده
- افزایش مداوم تقاضای انرژی و تلاش برای کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی، موجب شده است تا کشورهای مختلف به استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و به خصوص انرژی بادی روی آورند. طبق پیش بینی ها در آینده ای نزدیک، ظرفیت قابل توجهی از تولید برق به انرژی بادی اختصاص خواهد یافت. در این میان اغلب از نیروگاه های بادی مجهز به ژنراتورهای القایی دوسو تغذیه استفاده می شود. به دلیل این که ژنراتورهای توربین بادی به هر حال میتوانند در پایداری سیستم و میرایی نوسانات تأثیرگذار باشند، موضوع تأثیر نیروگاه بادی بر نوسانات سیستم و هم چنین کنترل نیروگاه بادی به منظور فراهم آوردن میرایی می تواند مورد توجه قرار گیرد. این پایان نامه به بررسی و کنترل پایداری دینامیکی سیستم قدرت با حضور نیروگاه بادی مجهز به ژنراتور القایی دوسو تغذیه می پردازد. ابتدا تأثیر نیروگاه بادی بر پایداری مودهای الکترومکانیکی سیستم قدرت چند ماشینه در شرایط مختلف بررسی می گردد. سپس روشهایی برای کنترل نیروگاه بادی پیشنهاد می شود که با استفاده از آن ها می توان به افزایش پایداری خود نیروگاه و هم-چنین سیستم قدرت کمک کرد. برای بهبود میرایی مودهای مربوط به نیروگاه بادی، پارامترهای کنترلی ژنراتور توربین بادی تنظیم و بهینه می گردند. سپس برای به کارگیری نیروگاه بادی در جهت بهبود میرایی نوسانات سیستم، کنترل کننده ای کمکی پیشنهاد می گردد که به حلقه های کنترلی نیروگاه بادی اضافه شده و پارامترهای آن نیز بهینه می شوند. تنظیم و بهینه سازی پارامترها توسط الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) انجام می گیرد. با استفاده از این کنترل کننده کمکی و تنها با یک سیگنال محلی و یا غیرمحلی به عنوان ورودی آن، می توان میرایی نوسانات بین ناحیه ای سیستم را تا حد زیادی افزایش داد. نتایج تحلیل های خطی و غیرخطی، نشان می دهند که با به کارگیری روش های کنترلی گفته شده، هم میرایی مودهای نیروگاه بادی و هم پایداری مودهای الکترومکانیکی سیستم به میزان قابل توجهی بهبود می یابد. واژه های کلیدی: نیروگاه بادی مجهز به ژنراتورالقایی دوسو تغذیه ، پایداری دینامیکی (سیگنال کوچک)، کنترل بهینه نیروگاه بادی، کنترل کننده میرایی کمکی، مود بین ناحیه ای.
- Abstract
- Continuous increase of energy demand and effort to reduce dependence on fossil fuels have caused that many countries incline to use renewable energy, particularly wind power. According to forecasts, the considerable capacity of power generation will be allocated to wind power in the near future. In this regard, often the doubly fed induction generator-based wind generation is used. Because of the wind turbine generators can influence on the system stability and the damping of oscillations, the topic of the impact of wind power on system oscillations and the control of wind power plants to provide the damping, can be considered. This thesis deals with the analysis and control of dynamic stability of power system including doubly fed induction generator-based wind farms. First, the effect of wind power on the stability of electromechanical modes of multi-machine power system is investigated under different conditions. Next, the methods are proposed for control of wind generation that they can help to increase the stability of wind power plant and power system. In order to improve the damping of wind generation system modes, the control parameters of wind turbine generator are tuned. Then, for use of wind generation to improve the system oscillations damping, a controller is proposed that it is added to wind generator control loops and its parameters are tuned. The parameters tuning and optimization is performed by particle swarm optimization (PSO) algorithm. By using of this auxiliary controller and only a local or global signal as its input, the damping of inter-area oscillations can be increased greatly. The results of linear and nonlinear analyses show that by using the mentioned control methods, both the damping of wind farm modes and the stability of system electromechanical modes are improved significantly. Keywords: Doubly fed induction generator-based wind generation, Dynamic stability (small signal), Optimal control of wind farm, Auxiliary damping controller, Inter-area oscillation mode.
