14105

14105

مدل سازي و شبيه سازي تغذيه الكتريكي قطار پرسرعت جبران سازي شده با RPC

كارشناسي ارشد

قدرت

دي ماه 1393

دي ماه 1393

دكتر ابوالفضل واحدي

برق

چكيده امروزه با افزايش روزافزون قيمت سوخت¬هاي فسيلي، محدوديت¬هاي زيست¬محيطي استفاده از اين سوخت¬ها و همچنين با گسترش شهرها و به‌موازات آن افزايش حجم سفرهاي بين‌شهري، ترافيك در جاده¬ها و فرودگاه¬ها افزايش چشمگيري يافته است.ازاين¬رو به يك سيستم حمل‌ونقل كارآمد جهت كاهش استفاده از سامانه¬هايحمل‌ونقل جاده¬اي و هوايي نياز است. با توجه به‌سرعت، ظرفيت و ايمني بالا و همچنين كاهش هزينه¬هاي اقتصادي، سامانهحمل‌ونقل ريلي به‌خصوص در حوزه راه¬آهن برقي بين¬شهري بيش‌ازپيش گسترش پيداكرده‌اند. بارهايراه¬آهن برقي (بارهاي كششي)ازنظر رفتار ديناميكي و استاتيكي با بارهاي صنعتي معمولي تفاوت¬هاي بسياري دارند.تك فاز بودن، تغييرات بسيار زياد بار، وجود هارمونيك بالاو مصرف زياد توان راكتيو برخي از ويژگي¬هاي بارهاي راه¬آهن برقي است. اين ويژگي¬ها سبب مي¬شود كه بار راه¬آهن برقي ازلحاظ شاخص¬هاي كيفيت توانداراي وضعيت مطلوبي نباشد. وجود بار تك فاز در شبكه سه فاز خود باعث عدم تقارن در شبكه قدرت و توليد توالي منفي جريان مي¬گردد. نرخ بالاي توان پست¬هاي كشش قطارهاي پرسرعت نيز سبب تشديد اين مسئله مي¬شود. در اين تحقيق جهت بهبود كامل شاخص¬هاي كيفيت توان در سيستم تغذيه الكتريكي قطارهاي پرسرعت،پس از بررسي تحقيقات و مطالعات گذشته، يك سيستم جبران ساز جامع توان ريلي (RPC) معرفي مي¬گردد. با توجه به تنوع استفاده از ترانسفورماتورهاي مختلف در پست¬هاي كشش، ابتدا خصوصيات و ويژگي¬هاي متداول¬ترين آن¬ها بررسي مي¬شود و سپس مناسب¬ترين اتصال ترانسفورماتور جهت استفاده در پست¬هاي كشش با حضور جبران¬ساز جامع توان ريلي انتخاب مي-گردد. پس‌ازآن با استفاده از تئوري توان لحظه¬اي سيگنال¬هاي مرجع استخراج مي¬گردد و از روش هيسترزيس جهت دنبال كردن آن¬ها توسط RPC استفاده مي¬شود. به‌منظور ثابت نگه‌داشتن فركانس كليد زني و همچنين كاهش تلفات ناشي از آن، از روش هيسترزيس تطبيقي استفاده شده است. كارآمدي روش فوق توسط شبيه¬سازي در محيط نرم¬افزارهاي PSIM و MATLAB/SIMULINKمورد ارزيابي قرار گرفته است. با استفاده از روش هيسترزيس تطبيقي دامنه تغييرات كليدزني از بيش از 50 % به كمتر از 20 % كاهش مي¬يابد. واژه‌هاي كليدي:راه¬آهن برقي پرسرعت، كيفيت توان، جبران¬ساز جامع توان ريلي(RPC)، كنترل‌كننده جريان هيسترزيس، ترانسفورماتورهاي كشش، هيسترزيس تطبيقي، تئوري توان لحظه¬اي