مسعود محرمخانی

مسعود محرمخانی


تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print

دانشکده مهندسی

گروه برق

 

پایان نامه:  

برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

عنوان:

طراحی بهینه­ی SMES  و SFCL جهت پایداری گذرا و کنترل فرکانس بار سیستم قدرت

استاد راهنما:

 دکتر علی دیهیمی

پژوهشگر:  مسعود محرمخانی

زمان: شنبه 13/4/1394    ساعت:17:00                    مکان: آمفی تئاتر

چکیده:

سیستم قدرت پیشرفته شامل تعدادی از واحدهای بهم­پیوسته است که با خط انتقال به­هم متصل شده­اند و توان از طریق این خط انتقال، بین آنها مبادله می­گردد. برای حفظ سیستم قدرت در حالت نامی، باید در هر لحظه بین توان تولیدی و توان مصرفی تعادل برقرار باشد. اما در سیستم­های قدرت عملی، بار بطور مداوم در حال تغییر است و بدلیل برخی مفروضات فنی، تولید نمی­تواند در هر لحظه با میزان مصرف برابر باشد. اساساLFC  برای مسائلی که یک عدم تطابق بین توان درخواستی و تولیدی وجود داشته باشد، استفاده می­شود. در این حالت سیستم گاورنر به­دلیل دینامیک کند عملکرد موثری نخواهد داشت بنابراین استفاده از یک منبع توان موثر با پاسخ­دهی سریع مانند ابررسانای ذخیره­ساز انرژی مغناطیسی  SMES توصیه می­شود. در هر ناحیه کنترل­کننده منحصربه­فردی وجود دارد که معمولا کنترل­کننده با بهره ثابت که بر پایه تئوری کنترل کلاسیک استوار است، استفاده می­شود. در این پایان­نامه کنترل خودکار تولید در یک سیستم قدرت بهم­پیوسته سه­ناحیه­ای غیریکسان با حضور محدودیت­های نرخ تولید درنظر گرفته شده است. بهبود کنترل خودکار تولید با افزودن واحد کوچک SMES در هر­یک از نواحی مشهود است. در هر یک از نواحی از کنترل­کننده­ متداول PID استفاده شده است و ضرایب آن به­کمک الگوریتم­های هوشمند بهینه شده­اند. رفتار گذرای فرکانس هر ناحیه و تغییرات توان انتقالی در اثر تغییرات ناگهانی در بار حذف شده است.

از  SMES علاوه بر کنترل فرکانس بار به­منظور افزایش پایداری گذرا نیز استفاده می­شود.

معمولا واحدهای ابررسانایی را به دو گونه ظرفیت بالا (MWh ۵۰۰) به منظور ترازسازی منحنی مصرف و افزایش ضریب بار و ظرفیت پایین (چند مگاژول )با هدف افزایش میرایی نوسانات و بهبود پایداری سیستم می­باشد. در SMES انرژی در یک سیم­پیچ با اندوکتانس بزرگ جهت بهبود پروفیل ولتاژ، افزایش پایداری سیستم اصلاح کیفی توان الکتریکی و تقویت مدیریت انرژی می­باشد.

SFCL به­صورت یک مقاومت متغیر مدل می­گردد که بین دو وضعیت ابر رسانایی و حالت عادی عمل می­کند. در هنگام بروز خطا از وضعیت ابررسانایی به حالت عادی تبدیل وضعیت می­دهد.

هدف این تحقیق، توسعه، کاربرد و عملکرد سیستم­های ابررسانای ذخیره­ساز انرژی مغناطیسی و ابررسانای محدودکننده جریان خطا بوده که در زمان­های وقوع خطا در شبکه­های توزیع و ایجاد افت ولتاژ لحظه­ای، از بارهای حساس (بحرانی) سیستم حفاظت می­کند در این تحقیق بصورت موردی یک سیستم SMES و یک سیستم SFCL بصورت جداگانه برای بهبود کیفیت توان در بارهای الکتریکی حساس در یک شبکه نمونه توزیع مورد بررسی قرار گرفته و نتایج ارائه شده با توجه به کارهای انجام شده قبلی در مراجع، نشان از کیفیت عملکرد سیستم کنترل طراحی شده دارد.

 

واژه­های کلیدی:

کنترل خودکار تولید، کنترل فرکانس بار، پایداری گذرا، ابررسانای ذخیره­ساز انرزی مغناطیسی، ابررسانای محدود­کننده جریان خطا.

Abstract:

A modern  power  system  consists  of  some  control  areas  interconnected  together and power is exchanged between these areas over tie-lines by which they are connected. For keeping power system in operation state there should be a balance between electric power generation and power consumption is maintained. But in practical system the demand side has variation sufficiently and because of some technical considering, the generation power can՚t be equal at demand side. Basically LFC using for problems witch there are a incompatibility between generated power and demand side. In these case governor system can՚t be useful because of it՚s slow dynamic response; So using a fast effective power supply like superconducting magnetic energy storage proposed.

Each area has uniqe controller witch use as fixed gain with base on classic control theory.

In this paper, Automatic generation control considerd in a interconnected power system with three nonequal area by using the generation rate constrains . By increasing a Small unit of SMES in each areas, the AGC optimized. In each areas, the PID controller considerd and parameters optimized by using intelligent Algorithms. Transient behavior of the frequency and changes the transfer power due to sudden changes in load has been removed.

In addition to the Load frequency control, SMES is also used to increase transient stability.
Usually the superconductor unit