10341

10341

مدل سازي و تخمين پارامترهاي ژنراتور سنكرون

دكتري

برق گرايش قدرت

آبان 1390

آبان 1390

دكتر ابوالفضل واحدي

دكتر جواد پشتان

مطالعات مختلف در زمينه تحليل و بررسي رفتار سيستمهاي قدرت نشان مي‌دهند كه مدلسازي مناسب ژنراتورهاي سنكرون بخش اساسي از مدلسازي سيستم قدرت را خصوصا در مطالعات گذرا تشكيل مي‌دهد. بهمين دليل ارائه يك مدل دقيق براي ژنراتورهاي سنكرون و تعيين پارامترهاي آن براي تحليل دقيق عملكرد ديناميكي سيستم قدرت خصوصا در مطالعات پايداري گذرا از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. در ژنراتورهاي سنكرون بدون جاروبك بدليل حذف جاروبك و حلقه‌هاي لغزان، كه باعث افزايش قابليت اطمينان و كاهش نياز به تعمير و نگهداري مي‌شود، توان مورد نياز ميدان از طريق يك ژنراتور سنكرون متصل به يكسوساز گردان به نام ژنراتور تحريك تامين مي‌گردد. بدين ترتيب ولتاژ خروجي ژنراتور اصلي از طريق كنترل جريان ميدان ژنراتور تحريك تنظيم مي‌گردد و لذا سيستم تحريك بعنوان بخشي از حلقه كنترل ژنراتور نقش مهمي در رفتار ديناميكي سيستم قدرت بر عهده دارد. در اين رساله رفتار مجموعه ژنراتور-مبدل و چگونگي مدلسازي آن به طور كامل مورد تحليل و بررسي قرار گرفته و آنگاه يك مدل ولتاژ پشت راكتانس ماشين سنكرون جهت اتصال به يكسوساز توسعه داده شده است. سپس با استناد به مدل ارائه شده براي ژنراتور سنكرون، يك مدل مقدار ميانگين بهبود يافته براي مبدل استخراج شده كه در آن تغييرات جريان خروجي يكسوساز طي دوره كليدزني در نظر گرفته شده است. در اينصورت در مقايسه با مدلهاي موجود رفتار ديناميكي ولتاژ خروجي يكسوساز و نيز جريانهاي ac در ورودي آن بهبود مي‌يابد. در ادامه با پياده‌سازي يك مجموعه آزمايشگاهي شامل ژنراتور سنكرون متصل به يكسوساز با بار القائي و انجام آزمايش‌هائي در شرايط مختلف اعتبار مدل ارائه شده براي يك مجموعه ژنراتور-مبدل سنجيده شده است. بر اساس اين مدل، مدل مقدار ميانگين يك ژنراتور سنكرون با تحريك بدون جاروبك استخراج و عملكرد آن از طريق مقايسه با مدل دقيق سوئيچينگ بررسي گرديده است. از آنجا كه ولتاژ و جريان تحريك در ژنراتورهاي بدون جاروبك قابل اندازه‌گيري نمي‌باشد، روشي براي تخمين كميت‌هاي فوق با استفاده از فازورهاي فضائي ارائه شده و در ادامه مدل فضاي حالت اين نوع ژنراتور با و بدون در نظر گرفتن اثر اشباع به منظور استفاده در الگوريتم تخمين پارامتر استخراج شده است. در انتها از الگوريتم فيلتر كالمن خنثي جهت تخمين پارامترهاي مدل پيشنهاد شده براي ژنراتور سنكرون بدون جاروبك استفاده شده و اعتبار نتايج حاصل بر مبناي آزمايشهاي متعددي كه در يكي از واحدهاي نيروگاه گازي درود انجام گرفته، بررسي گرديده است.