13444

13444

شبيه‌سازي و ارزيابي اضافه ولتاژ صاعقه در مزارع بادي با در نظر گرفتن اثر سيستم زمين با استفاده از نرم‌افزارEMTP

كارشناسي ارشد

برق - قدرت

شهريورماه1393

شهريورماه1393

دكتر احمد غلامي

چكيده امروزه با اتمام سوخت¬هاي فسيلي، هزينه¬هاي گزاف فرآوري و آلودگي¬هاي زيست‌محيطي ناشي از آن‌ها، بهره¬برداران را به استفاده از انرژي¬¬هاي تجديد¬پذير مانند انرژي باد سوق داده است. احداث مزارع بادي در مناطقي با عدد ايزوكرونيك بالا، زياد بودن ارتفاع برج، شدت گرفتن ميدان الكتريكي ناشي از تيز بودن نوك پره¬ها و تماس احتمالي پره¬ها با ابر¬هاي مجاور، اهميت بررسي اضافه¬ولتاژ فركانس بالاي ناشي از صاعقه به مزارع بادي را روشن¬تر مي¬سازد. اما در برخورد صاعقه به يك توربين از مزرعه¬ي بادي، ممكن است ساير توربين‌ها نيز از اين آسيب در امان نمانند و متحمل اضافه ولتاژ شوند.همچنين سيستم زمين توربين باديبايد طوري طراحي شود تا علاوه بر دست¬يابي به مشخصات امپدانسي با مقاديرحالت ماندگار استاندارد، جريان صاعقه را به طور مؤثر به درون زمين تخليه كند. در اين پايان¬نامه، درشبيه‌سازي سيستم زمين پديده¬ي يونيزاسيون خاك و رفتار فركانس بالاي الكترودهاي آن مد نظر قرار گرفته است تا بتوان از آن به عنوان يك پتانسيل مرجع براي سنجش ولتاژ تمام نقاط استفاده نمود.سپس از روش برازش برداري براي مدل‌سازي سيستم زمين بهره گرفته‌شده است. روش برازش برداري در واقع يك الگوريتم منحصر به فرد است كه با تقريب صفرها و قطب¬هاي پاسخ فركانسي هر الماني از شبكه¬ي قدرت، آن را با دقت مناسبي با ماتريس¬هاي فضاي حالت مدل مي¬كند.سپس امپدانس سيستم زمين به دست آمده از ماتريس¬هاي فضاي حالت با استفاده از فيلترهاي فعال به شاخه‌هايRLC و در محدوده فركانسي وسيعي تبديل مي‌گردند. اين الگوريتم به‌وسيله¬ي نرم‌افزارMATLAB اجرا مي¬گردد.البته پاسخ فركانسي المان مورد نظر نيزبه‌صورت عددي با استفاده از روش¬هاي معمول مانند روش FDTD محاسبه مي¬شود.توجه به اين نكات و همچنين بهره¬برداري از آن دسته از مزارع بادي كه با پيكربندي‌هاي متنوعو متناسب با محل نصب احداث مي¬گردند، سبب مي‌شود كه مطالعه و ارزيابي اضافه ولتاژ صاعقه در مزارع بادي به‌صورت جامع اهميت زيادي پيدا كند. از آنجايي كه استفاده از روش محاسباتي دقيق¬تر نتايجي با قابليت اعتماد بيشتر را در اختيار بهره¬برداران قرار مي¬دهد، لذادر اين پايان‌نامهبه بررسي اضافه¬ولتاژ در يك مزرعه بادي با دوازده توربين دو مگاواتي با پيكربندي¬هاي متفاوت، با استفاده از نرم‌افزار تخصصي EMTPپرداخته شده است. واژه‌هاي كليدي:اضافه ولتاژ صاعقه، برازش برداري، سيستم زمين، مزارع بادي.