دانلود پایان نامه : سیستم HVDC

دانلود پایان نامه :  سیستم HVDC

تعداد صفحات: 95

فرمت فایل: ورد

دسته بندی:

قیمت: 5000 تومان

تعداد نمایش: 563 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 1 آگوست 2016

به روز رسانی در: 1 آگوست 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

5000 تومان – خرید

موضوع :

 سیستم HVDC

ديباچه

 

جهت انتقال انرژي الكتريكي از نيروگاه ها به مصرف كنندگان يك سيستم قدرت بهم پيوسته‌اي مورد نياز مي‌باشد. اجزاي اصلي سيستم قدرت شامل مراكز توليد انرژي ، ايستگاه‌ها و خطوط انتقال مي‌باشد.

با توجه به رشد روز افزون مصرف انرژي الكتريكي ، سيستم‌هاي قدرت نيز توسعه يافته و به علت ضرورت افزايش قابليت اطمينان و تأمين شرايط فني و اقتصادي هر چه مطلوبتر ، سيستم‌هاي قدرت بهم اتصال يافته و يك سيستم قدرت بزرگ را تشكيل مي‌دهند.

هر چند كه انتقال انرژي بوسيله سيستم‌هاي DC هزينة اولية زيادي مي‌طلبند ولي برخي از مشكلات سيستم‌هاي AC مانند سنكرونيزم و پايداري را ندارد لذا بجاي انتقال‌هاي بصورت EHV-AC و UHV-AC استفاده از سيستم‌هاي HVDC مطلوبتر است.

بهر صورت گسترش روز افزون سيستمهاي قدرت و ضرورت اتصال سيستم‌هاي مناطق بزرگ و حتي شبكه‌هاي كشورهاي مجاور به يكديگر به منظور تشكيل شبكه‌هاي بزرگتر از يك طرف و لزوم انتقال انرژي در قدرت‌هاي بسيار زياد و به مسافت‌هاي طولاني و برخي ملاحظات فني و اقتصادي از طرف ديگر ، توسعه انتقال جريان مستقيم را بيش از پيش مطرح مي‌سازد.

به همين علت در اين پروژه به بررسي اجمالي سيستم‌هاي قدرت HVDC مي‌پردازيم.

در فصل اول اين پروژه ابتدا به بيان معيارهايي براي انتخاب سيستم‌ HVDC پرداخته و سپس به بررسي انواع سيستم‌هاي HVDC معطوف گشته و سپس مزايا و معايب شبكه‌هاي HVDC به اختصار بيان شده است و در نهايت يك ارزيابي كلي از سيستمهاي HVDC بعمل آمده است.

در فصل دوم نيز به بررسي انواع سيستم‌هاي كنترل HVDC اعم از مبدل‌ها و زاوية آتش و شبكه HVDC پرداخته شده است و سپس سطوح مختلف كنترل در سيستم‌هاي HVDC مطرح شده و يك سيستم كنترلي غير خطي قوي ( Robust ) تشريح شده و در نهايت يك ارزيابي از سيستم‌هاي كنترلي بعمل آمده و شماي طبقاتي ساده‌اي از يك سيستم كنترل بيست و چهار پالسه ترسيم شده است.

در فصل سوم به بررسي اجمالي هارمونيك‌هاي توليدي در سيستم‌ HVDC پرداخته و نحوه فيلترينگ آنها مطرح شده است. در اين فصل انواع فيلترها و كاربردهر كدام ، تأثير امپدانس شبكه بروي فيلترينگ، طراحي فيلتر تنظيم شونده و خلاصه اي از فيلترهاي فعال و غير فعال بيان شده است و در نهايت ارزيابي  صورت گرفته است.

در فصل چهارم نيز كه آخرين فصل اين پروژه مي‌باشد، به بررسي كامل يك كنترلر با منطق فازي به منظور تنظيم فركانس سمت AC يكسو كننده پرداخته شده است و در نهايت نيز يك ارزيابي جامع از اين نوع كنترلر بعمل آمده است.

 

 

   عنوان                                                                      صفحه   

 

فصل اول: انواع سيستمهای HVDC

مقدمه ………………………………………………………………………………………………….. 9

معيارهايی از سيستم انتقال HVDC ………………………………………………………… 12

انواع سيستمهای HVDC ………………………………………………………………………. 14

سيستم تک قطبی …………………………………………………………………………………. 14

شبکه تک قطبی با بيش از يک هادی …………………………………………………………. 15

سيستم انتقال دو قطبی …………………………………………………………………………. 16

مزايا و معايب خطوط HVDC از نظر فنی …………………………………………………. 17

ارزيابی ………………………………………………………………………………………………… 19

فصل دوم: انواع سيستم های کنترل HVDC

مقدمه ………………………………………………………………………………………………. 22

برخی از مزايای سيستم HVDC …………………………………………………………….. 22

برخی از معايب سيستم HVDC …………………………………………………………… 23

اصول کنترل در مبدلها و سيستمهای HVDC …………………………………………… 23

کنترل در مبدل AC/DC ………………………………………………………………………. 24

واحد فرمان آتش ……………………………………………………………………………….. 25

کنترل در شبکه HVDC ……………………………………………………………………….. 26

کنترل با جريان ثابت يا ولتاژ ثابت ………………………………………………………….. 28

مشخصه های ترکيبی در شبکه HVDC و تغيير جهت توان …………………………….. 29

تعيين ميزان قدرت انتقالی ……………………………………………………………………… 30

کنترل ويژه در سيستمهای HVDC …………………………………………………………… 30

کنترل فرکانس ………………………………………………………………………………………. 31

کنترل از طريق مدولاسیون توان DC …………………………………………………………. 32

کنترل توان راکتيو …………………………………………………………………………………. 33

کنترل ضريب قدرت ثابت( CPF) ……………………………………………………………… 35

کنترل جريان راکتيو ثابت(CRO) ………………………………………………………………. 36

يک کنترل غیر خطی قوی برای سيستمهای قدرت AC/DC موازی ……………………. 37

ارزيابی …………………………………………………………………………………………………. 44

 

عنوان                                                                       صفحه

   

فصل سوم:

بررسی هارمونيک های توليدی در HVDC و فيلترينگ آنها

مقدمه ………………………………………………………………………………………………… 48

حذف هارمونيک شبکه HVDC (فيلترينگ) …………………………………………………. 49

انواع فيلتر ……………………………………………………………………………………………. 49

موقعيت …………………………………………………………………………………………….. 49

اتصال سری يا موازی ……………………………………………………………………………… 50

نحوه تنظيم ………………………………………………………………………………………….. 51

 

عنوان                                                                       صفحه

 

تأثير امپدانس شبکه بروی فيلترينگ …………………………………………………………… 52

طراحی فيلترهای تنظيم شونده ………………………………………………………………….. 54

انحراف فرکانس ……………………………………………………………………………………… 57

فيلترهای فعال در شبکه HVDC

مقدمه …………………………………………………………………………………………………. 58

فيلتر غير فعال در سمت DC …………………………………………………………………… 58

فيلتر فعال در سمت DC ………………………………………………………………………… 59

خلاصه ای از عملکرد فيلتر غير فعال در سمت AC …………………………………………. 61

خلاصهای از عملکرد فيلتر فعال در سمت AC ……………………………………………….. 61

ارزيابی ………………………………………………………………………………………………….. 63

فصل چهارم :

تنظيم فرکانس سمت AC يکسو کننده با استفاده از کنترلر با منطق فازی هماهنگ

مقدمه  …………………………………………………………………………………………………. 66

مدل سيستم ………………………………………………………………………………………….. 67

فازی سازی ……………………………………………………………………………………………… 69

اساس قانون و استنتاج …………………………………………………………………………….. 70

آشکار سازی …………………………………………………………………………………………… 73

تغيير جهت دادن کنترلر با منطق فازی ………………………………………………………….. 74

ارزيابی …………………………………………………………………………………………………… 77

بخش اول

انواع سيستمهاي HVDC

 

1ـ مقدمه

2ـ معيارهايي از سيستم انتقال HVDC

3ـ انواع سيستمهاي HVDC

4ـ سيستم تك قطبي

5ـ شبكه تك قطبي با بيش از يك هادي

6ـ سيستم انتقال دو قطبي

7ـ مزايا و معايب خطوط HVDC از نظر فني

8ـ ارزيابي

مقدمه

 

در نخستين سالها الكتريسته به شكل مستقيم (DC) مورد استفاده قرار ميگرفت كه نمونه بارز آن باطريهاي الكترو شيميايي بودند كه در تلگراف كاربرد وسيعي داشت.

در اولين نيروگاه برق كه در سال 1882 توسط اديسون در شهر نيويورك احداث گرديد از ماشين بخار و ديناموهاي جريان مستقيم براي توليد برق استفاده شد و نيروي حاصله به همان فرم DC از طريق كابلهاي زيرزميني توزيع و مصرف شد. در سال 1880 تا 1890 با ساخت ترانسفورماتورها وژنراتورهاي القايي شبكه‌هاي انتقال AC توسعه فراواني پيدا كرد ، بطوريكه اين نوع شبكه بر شبكه‌هاي DC مسلط شد. علي رغم اين موضوع ، در اين سالها مهندسان تلاش زيادي جهت مرتفع ساختن مشكلات شبكه‌هاي انتقال DC به انجام رساندند ، بطوريكه رنه تيوري1 در سال 1889 با سري كردن ژنراتورهاي DC توانست به ولتاژ بالايي جهت انتقال DC دست يابد و در انتهاي خط هم تعدادي موتور DC را با هم سري كرده و هر يك از اين موتورها را با بك ژنراتورDC يا AC با ولتاژ كم كوپل كرده بود.

از اين نوع سيستم تا سال 1911 حدود 20 پروژه در اروپا به اجرا درآمد كه مهمترين آن در فرانسه بين موتيرز2 در كوههاي آلپ فرانسه و شهر ليون با فاصله‌اي حدود km20 و سطح ولتاژ kv125 تا سال 1937 مورد بهره‌برداري قرار گرفت.

به هر حال با توجه به محدوديت ماشين‌هاي DC مشخص بود كه توسعه بيشتر HVDC به مدلهايي با كيفيت بهتر از اين نوع ماشين‌ها نياز داشت، به همين دليل عده‌اي به طرح ديگري از مبدلها پرداختند.

در سال 1932 ماركس در آلمان مبدلهايي با قوس هوا ابداع كرد كه باسويچينگ قوس بين دو الكترود مشابه، جريان متناوب قابل تبديل به جريان مستقيم مي‌شدند ولي اين نوع مبدل اشكالاتي از جمله عمر كم الكترودها،  افت ولتاژ نسبتاً زياد (V500 روي قوس) و همچنين توان تلفاتي زياد براي قوس و براي دميدن هواي خاموش كننده قوس و خنك كنندگي حدود 3% قدرت انتقالي داشت.

در سال 1930 براي اولين بارديوهاي جيوه‌اي مجهز به الكترود كمكي ساخته شدند، اين نوع ديودها قابليت كار در حالت اينورتري را نيز داشتند به اين ترتيب در سالهاي بعد مبدلهاي شبكه‌ انتقال DC به ديودهاي مذكور مجهز شدند.

اولين خطوط HVDC با استفاده از اين نوع مبدلها در طول جنگ جهاني دوم در كشور آلمان احداث شد، اين خط به طول km115 و ولتاژ kv400 و ظرفيت انتقال قدرت Mw60 با كابل زيرزميني مورد بهره‌برداري قرار گرفت.

همچنين در اين سالها خطي بين مسكووكاشيراباطول km112 و ظرفيت Mw30 و ولتاژ kv100+ كه عمدتاً با استفاده از كابل و بعضي از قستمها هوايي بوده است، ايجاد شد.

انتقال انرژي الكتريكي با استفاده از سيستم فشار قوي جريان مستقيم ( HVDC )به عنوان مكمل سيستم‌هاي فشار قوي متناوب (HVDC ) و حتي در مواردي جايگزين آن از دهه ششم قرن ميلادي حاضر، مطرح بوده است. حدود Gw50 توان انتقال مي‌دهند.

به عنوان نمونه ميتوان از سيستم ايتايپو1 در برزيل ياد كرد. اين سيستم Gw 3/6 توان تحت ولتاژ kv600+ در فاصله‌اي به طول km800 انتقال مي‌دهد.

با بررسي سيستم‌هاي  HVDC ساخته شده مي‌بينيم كه در بعضي از موارد انتقال انرژي با جريان مستقيم تنها راه چاره موجود است و مشكلات فني اجازه نمي‌دهند از جريان متناوب براي اين كار استفاده شود، به عنوان مثال انتقال توان با كابل از طريق دريا در فواصل طولاني يا ارتباط ميان شبكه‌هاي با فركانس متفاوت چاره‌اي جز استفاده از سيستم‌DC نيست. در برخي ديگر از سيستمهاي HVDC که برتری اقتصادی انتقالDC درآن مورد نسبت به انتقال ACسبب انتخاب HVDC شده است.

مثلاً با توجه به اينكه انتقالDC را مي‌توان با دو يا يك هادي ( به جاي سه هادي درAC  ) انجام داد.

انتقال حجم زيادي از توان در فواصل طولاني( بيش از km800) بصورت DC نسبت به AC  با صرفه ‌تر است. در بعضي از موارد پارامترهاي ديگري از قبيل بهبود پايداري، حفظ سطح اتصال كوتاه ، كنترل پذيري بيشتر هم مطرح می شوند که علی رغم داشتن هزینه برابر یابیشتر سيستم‌DC بر AC ترجيح داده مي‌شود.

پيشرفت‌هاي روز افزون در ساخت ادوات نيمه‌هادي براي توان‌هاي بالاتر با قيمتهاي ارزانتر راه استفاده ازانتقال جريان مستقيم را هموارتر كرده است.

 

معيارهايي از سيستم انتقال HVDC

 

 

سيستم HVDC بخاطر يك يا چند دليل از دلايل زير نسبت به سيستم AC در ولتاژهاي بالا ارجحيت دارد:

1ـ براي خطوط انتقال بلند با قدرت انتقالي بالا.

از نظر اقتصادي و بدون در نظر گرفتن تلفات كم در خطوط انتقال، از سيستم HVDC استفاده مي‌شود. بهر حال HVDC به تجهيزات ايستگاه‌هاي تبديل كننده اضافي احتياج دارد.

در انتقال قدرتهاي بالا در فواصل زياد مجموع تلفات سيستم‌ DC كمتر از سيستم AC است بطور كل در شرايط يكسان ، تصميم‌گيري بر اساس علم اقتصاد براي انتخاب يك طرح صورت مي‌گيرد.

خطوط HVDC احتياج به ايستگاه‌هاي مياني براي متعادل سازي ندارند ولي خطوط EHV-AC به اين ايستگاه‌ها احتياج دارند كه در شرايط يكسان تلفات ايستگاهها در خطوط HVDC كمتر از خطوط EHV-AC ميباشد.(شكل « 1-1»)

 

شكل (1-1) نمودار هزينه ـ  مسافت سيستمهاي HVDC  و AC وEHV-AC

 

2ـ براي متصل كردن دو سيستم (شبكه) AC كه داراي سيستم كنترل بارـ فركانس مي‌باشند.

سيستم HVDC چند مزيت نسبت به سيستم AC دارد. سيستمهاي HVDC براي سنكرون كردن دو سيستم AC  بكار مي‌روند و خود اين سيستمها احتياج به سيستم‌هاي ديگري براي سنكرون شدن ندارند.

با HVDC ، قدرت انتقالي كنترل مي‌شود و اغتشاشات در فركانس وجود ندارد و حالات زود گذر در شبكه AC در هر دو طرف مي‌تواند در حد مطلوب بهبود داد شود.

3ـ براي ايستگاه‌هاي سنكرونيزاسيون پشت به پشت1

در جايي كه بخواهند دو سيستم AC  با فركانس مختلف را بهم متصل كنند، مي‌توان از ايستگاه مبدل HVDC استفاده نمود و با استفاده از سيستم ، ميزان توان انتقالي و مبادله شده بين آنها را كنترل نمود.

4ـ اتصال چند شبكه جريان متناوب فشار قوي

اين امكان توسط سيستم HVDC جديد قابل اجرا است و بوسيله آن سه يا چند شبكه AC مي‌توانند بصورت سنكرون به هم متصل شوند.

قدرت جاري شده در هر يك از سيستم‌هاي AC متصل، ميتواند كنترل شود و همچنين قدرت‌هاي زيادي مي‌تواند منتقل شود.

5ـ براي كابلهاي انتقال زيرزميني و زير دريايي

اين كابلها براي فواصل متوسط و ولتاژهاي بالا و انتقال قدرت در دريا و اقيانوس مورد استفاده مي‌باشند.

خسارت ناشي از درجه حرارت حاصل شده بوسيله جريان هاي شارژ خازني كابل، محدوديتي براي بارها مي‌باشند. در هر ولتاژ مشخص محدوديتي براي طول كابل و همچنين محدوديتي براي انتقال توان توسط كابل مي‌باشد و در اين حالت كابل‌هاي HVDC ضروري مي‌باشند.

 

 

 

انواع سيستم‌هاي HVDC

 

 

يك سيستم انتقال HVDC ، انرژي الكتريكي را از يك يا چند ايستگاه AC از طريق جريان مستقيم به ايستگاه‌هاي ديگر  AC منتقل مي‌كند و نيز توان را توسط چند ترمينال به شكل جريان مستقيم بين سه يا چند ايستگاه AC منتقل مي‌كند.

 

سيم تك قطبي1

 

اين سيستم انتقال ، داراي يك قطب و زمين به عنوان مسير برگشت جريان مي‌باشد، به عبارت ديگر در اين سيتم جريان و قدرت از طريق هادي هاي خطوط و زمين كه مانند يك هادي مي‌باشد انتقال پيدا مي‌كند.

سيستم‌هاي تك قطبي HVDC براي قدرتهاي نسبتاً كم مورد استفاده قرار مي‌گيرند و عمدتاً توسط كابل انتقال مي‌يابند.

در بعضي از طرح‌هاي سيستم‌هاي تك قطبي به سادگي به سيستم‌هاي دو قطبي تبديل مي‌شوند ( به وسيله اضافه كردن ايستگاه و قطب خطوط).

جريان جاري در سيستم انتقال تك قطبي اجرا شده شكل(1-2) بين 200 تا 800 آمپر است.

جريان زمين در مسيري كه در اين طرح‌ها پيش‌بيني شده جاري مي‌شود، مسير زمين كم هزينه و مقاومت كمتري دارد و در نتيجه هادي كمتري استفاده مي‌شود كه سهم زيادي در اقتصاد سيستم دارد.

سيستم تك قطبي ارزشي معادل نيمي از سيستم دو قطبي دارد و هم ارزش است با طرح EHV-DC براي كابلهاي زير دريايي طولاني تا طول km25 و قدرت بالايي تا

حدود Mw 250. براي چنين كابلهايي توسط سيستم AC عملي نيست ، زيرا جريان شارژ خازني بالاي AC حرارترا در كابلها افزايش داده و علاوه لذا تلفات زياد به كابل نيز آسيب مي‌رساند.

                                   

شکل(1-2) نمايش يک سيستم انتقال HVDC تک قطبی

 

شبكه تك قطبي با بيش از يك هادي1

 

در چنين سيستمي دو يا چند خط انتقال با پلاريته يكسان (منفي) وجود دارد و برگشت جريان از زمين و يا از دريا انجام مي‌شود. در صورت بروز خطا در يكي از هاديها مي‌توان با اتصال مبدل‌ها به هادي ديگر داراي ظرفيت اضافه‌بار مي‌باشد بخشي از توان خط خارج شده را انتقال داد.

شکل(1-3) نمايش يک سيستم انتقال HVDC تک قطبی با دو هادی

 

در اين شبكه براي كاهش تلفات كرونا از وجود دو و يا چند هادي استفاده شده است . محدوديت كاربرد اين نوع لينك DC مانند تك قطبي همان عبور جريان از زمين مي‌باشد كه در اين جريان در مناطق شهري باعث خوردگي الكترونيكي لوله‌ها و سازه‌هاي فلزي و همچنين در دريا باعث انحراف قطب‌نماي مغناطيسي شناورهاي دريايي خواهد شد.

 

سيستم‌ انتقال دو قطبي HVDC 1

 

در اين خطوط انتقال HVDC ايستگاه‌ها دو قطبي مي‌باشند يكي مثبت و ديگري منفي. نقاط وسطي مبدل‌ها در هر ايستگاه زمين شده است و قدرت انتقال آن دو برابر تك قطبي است.

اين سيستم براي انتقال قدرتهاي بالا و مسافت زياد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. يك برج خط HVDC دو قطبي دو هادي دارد يكي پلاريته مثبت كه از طريق بدنه برج زمين مي‌شود و ديگري منفي كه ولتاژ بين دو قطب دو برابر ولتاژ بین قطب وزمین است.

یک سیستم دو قطبی نرمال از دو تک قطب مجزا با يك زمين ساخته مي‌شود لذا اين دو قطب مي‌توانند بطور مجزا و مستقل راه‌اندازي شوند.

در راه‌اندازي نرمال با جريانهاي مساوي جريان زمين صفر مي‌باشد ولي با بروز اشكال در يكي از قطبها ، قطب ديگر مي تواند نيمي از قدرت دو قطبي را انتقال دهد و لذا با بروز اشكال در يك سيستم دو قطبي ، آن سيستم مي‌تواند بطور اتوماتيك به يك سيستم تك قطبي تبديل شود.

 

شکل (1-4) نمايش يک سيستم دو قطبی

 

مزايا و معايب خطوط HVDC از نظر فنی

 

بطور خلاصه مي توان مزاياي فني خطوط HVDC نسبت به خطوط HVAC و EHV-AC را به ترتيب زير بيان كرد.

1ـ عدم انتقال توان راكتيو

2ـ عدم محدوديت روي طول خط بخاطر پايداري

3ـ هر سيستم مي‌تواند به طور مستقل عمل نمايد در حاليكه در AC  توان عملكرد دو فاز و تكفاز موجود نيست.

4ـ تلفات اهمي كمتر ( به خاطر نبودن اثر پوستي)

5ـ ظرفيت بيشتر هاديها ( به خاطر ضريب توان يك)

6ـ كرونا و تداخل امواج راديويي كمتر

7ـ سطح اتصال كوتاه كمتر در طرف DC و زياد نكردن اتصال كوتاه در شبكه AC

8ـ كنترل سريع فلوي انرژي به خاطر وجود يكسو كننده‌ها

9ـ سطح ولتاژ كليدزني كمتر

از نظر فني معايب شبكه‌هاي DC نسبت به AC عبارتند از:

1ـ عدم وجود كليدهاي سريع HVDC كه پيدايش شبكه‌هاي به هم پيوسته  DC را ناممكن يا مشكل مي‌كند.

2ـ ايجاد هارومونيك زياد توسط يكسو كننده‌ها كه استفاده از فيلترها را در محل يكسو كننده‌ها ضروري مي‌كند.

3ـ توان راكتيو مصرفي توسط يكسو كننده‌ها كه وجود خازنهاي موازي را در محل يكسو كننده‌ها ضروري مي‌كند.

 

ارزيابي

 

در جريان مستقيم توليد انرژي و تبديل ولتاژ خصوصاً در مقادبر بزرگ بسيار مشكل بوده و نسبت به جريان متناوب گرانتر مي باشد. با اين وجود سيستم‌هاي DC برخي از مسائل و مشكلات سيستم‌هاي AC مانند سنكرونيزاسيون و پايداري را ندارند. ضمناً در انتقال انرژي بصورت EHV-AC و انتقال انرژي با كابل‌هاي عايقدار و برخي موارد ديگر، استفاده از سيستم DC ارزانتر مي‌باشد.

در خطوط انتقال انرژي بصورت DC هزينه هادي، هزينه ايزولاسيون و هزينه پايه و پي در شرايط يكسان نسبت به خطوط ACاساس سيستم‌هاي قدرت را تشكيل مي‌دهند بنابراين تنها در شرايطي كه طول خط انتقال بسيار بلند باشد از سيستم‌DC استفاده مي‌شود.

در انتها نيز مقايسه‌اي بين HVDC و HVAC انجام مي‌دهيم:

1ـ هزينه ساخت ايتسگاه‌هاي يكسو‌سازي در سيستم HVDC از هزينه ساخت پستها در HVAC خيلي بيشتر است.

2ـ خطوط انتقال هوايي (دكلها، مقره‌ها و… ) در HVDC از خطوط انتقال هوايي در HVAC ارزانتر مي‌باشد.

3ـ كابل‌هاي HVDC از كابل هاي HVAC خيلي ارزانتر هستند و لذا براي فواصل زياد مقرون به صرفه بوده و انتقال انرژي بوسيله HVDC ارزانتر از HVAC است.

توسط سيستم HVDC مي‌توان صرفه‌جويي زيادي نمود.

 

بخش دوم

انواع سيستمهاي كنترل 

1ـ مقدمه

2ـ برخي از مزاياي سيستم HVDC

3ـ برخي از معايب سيستم HVDC

4ـ اصول كنترل در مبدلها و و سيستمهاي HVDC

5- كنترل در مبدل AC/DC

6ـ واحد فرمان آتش

7ـ كنترل در شبكه HVDC

8ـ كنترل با جريان ثابت يا ولتاژ ثابت

9ـ مشخصه هاي تركيبي در شبكه HVDC  و تغيير جهت توان

10ـ تعيين ميزان قدرت انتقالي

11ـ كنترل ويژه در سيستمهاي HVDC

12ـ كنترل فركانس

13ـ كنترل از طريق مدولاسيون توان DC

14ـ كنترل توان راكتيو

15ـ كنترل با ضريب قدرت ثابت (CPF  )

16ـ كنترل با جريان راكتيو ثابت   (CRO)

17ـ سطوح مختلف كنترل

18ـ يك كنترل غير قوي براي سيستمهاي قدرت AC/DC موازي

19 ـ ارزيابي

 

مقدمه

رشد سريع در مصرف انرژي الكتريكي لزوم انتقال اين انرژي را در ظرفيت هاي بالا از مراكز توليد به مصرف ضروري ساخته است ، اما در سالهاي اخير مسائل اقتصادی در تولید و انتقال انرژی با قیمت ارزان از یک طرف ومسائل محيط زيستي نظير آلودگي بيش از حد در شهرهاي بزرگ از طرف ديگر باعث شده است كه نيروگاه ها اكثرا در فواصل دور از مركز مصرف عمده و در محل منبع سوخت ارزان تاسيس شوند و خطوط انتقال با ظرفيت بالا و طول زياد براي انتقال انرژي ايجاد شود .

 

برخي از مزايا HVDC

 

 

1ـ مقدار توان برهادي بزرگتر است .

2ـ خط از ساختار ساده تري برخوردار است .

3ـ از اثر برگشت زمين مي توان استفاده نمود ، بنابراين هر هادي مي تواند در يك مدار مستقل قرار بگيرد .

4ـ جريان شارژينگ وجود ندارد .

5ـ مي توان در ولتاژهاي بالاتر از كابلها استفاده نمود .

6ـ دامنه اضافه ولتاژهاي سوئيچينگ به مراتب كمتر از انتقال AC  است .

7ـ چون جهت ميدان الكتريكي اعمال شده به عايق كابلها ثابت است لذا عمر اين عايقها بالاتر مي رود .

8ـ در صورت پيرشدن عايق كابلها، ميتوان از كابلهاي تحت ولتاژ كمتري استفاده كرد .

9ـ تلفات كرونا وتداخل راديويي آن بويژه درهواي نامساعد كمتر ازانتقال AC است.

10 ـ مـورد 9 شـرط استفاده از خطـوط باندل را در ولتاژهاي بالا سبكتر مي كند .

11ـ لزومي ندارد كه طرفيـن AC  سنـكرون باشـد حتي مي توانند فركانسهاي مختلفي داشته باشند .

12ـ سطح اتصال كوتاه DC  تغيير چنداني نمي كند .

13ـ جـريان اتصـال كـوتاه DC  به 2 برابر جـريان  نامي خط محدود است .

 

برخي از معايب HVDC

 

1ـ مبدل ها گران قيمت هستند .

2ـ مبدل ها به توان راكتيو زيادي نياز دارند .

3ـ در صورت لزوم نمي توان بار زیادی روي مبدلها تحميل كرد .

4ـ ابعاد پست مبدل به خاطر وجود مناطق AC  و DC  جداگانه بزرگ است .

5ـ تريستورها در برابر حرارت و تنشهاي الكتريكي حساسند و نياز به مواظبت و نگهداري دارند .

6ـ نداشتن كليدهاي فشار قوي DC  در جريان بالا از امكان به هم پيوستن سيستم هاي HVDC  مي كاهد .

 

اصول كنترل در مبدلها و سيستم هاي HVDC

 

كنترل در يك سيستم HVDC  شامل كنترلهاي پايه به هنگام عملكرد عادي سيستم مانند ولتاژ و جريان و يا كنترل هاي خاص براي مقادير ويژه ، وابسته به نوع كاربرد HVDC  در شبكه مورد نظر مانند كنترل توان راكتيو ، كنترل فركانس و كنترل مدولاسيون توان مي باشد .

 

 

كنترل در مبدل AC/DC

 

 نظرها و ايده ها در مورد يك سيستم كنترل مناسب و ايده ال براي يك مبدلHVDC  ممكن است متفاوت باشد ، مهمترين نيازهايي كه چنين سيستمي مي بايست جوابگوي آن باشد عبارتند از :

الف )آتش كردن متقارن تريستورها در حالت دائم به نحوي كه هارمونيك هاي توليدي ناشناخته توسط مبدل به ميزان قابل توجهي كاهش يابد .

ب) مصرف كمينه توان راكتيو يعني كا با كمترين زاويه تاخير آتش  و كمتر ين زاويه حدآتش  ممكنه بدون افزايش خطر شكست كموتاسيون.

ج) به تغييرات عادي در ولتاژ و فركانس شبكه تغذيه AC  حساس نباشد بخصوص وقتي كه سيستم HVDC  مربوطه تنها بار متصل به نيروگاه باشد چون در اين حالت انحرافات فركانسي بزرگ در شبكه حاصل خواهد شد.

د) سرعت پاسخ كافي و حد و ناحيه پايداري بزرگ باشد بخصوص وقتي كه نسبت اتصال كوتاه كوچك باشد .

ه) مبدل مي باست رنج عملكرد پيوسته اي از حالت يكسوسازي تمام تا حالت اينورتري كامل داشته باشد.

و) عملكرد در حالت اينورتري با كمترين خطاي كماتاسيون ممكن ، حتي در ولتاژهاي اعوجاج يافته در طرف AC

مدلهاي گوناگون كنترل در يك كبدلHVDC عبارتند از:

الف ) علمكرد جريان ثابت كه در اين حالت مبدل مي‌تواند به صورت اينورتر يا يكسوساز كار كند.

ب ) عملكرد بصورت يكسوسازي با زاويه تأخير آتش كمينه (min   )       

ج ) عملكرد به صورت اينورتري با زوايه حد خاموشي كمينه (min  )

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد

پاسخ دهید