16586

16586

ارزيابي توليد و انتشار هارمونيك ها و تحليل تجميع هارمونيك ها مبتني بر مدل سازي متوسط در نيروگاه بادي و برهم كنش آن با شبكه

كارشناسي ارشد

قدرت - الكترونيك قدرت و ماشين هاي الكتريكي

دي 1395

دكتر عليرضا جليليان - مهندس احد كاظمي

برق

كاربرد مبدل هاي الكترونيك قدرت در توربين هاي بادي، منجر به توليد هارمونيك و ميان هارمونيك مي شود. همچنين كليدزني مبدل ها، منجر به اغتشاش توان اكتيو خروجي توربين ها مي شود. برهم كنش هارمونيكي مزارع بادي با شبكه بالادستي، انتشار هارمونيك ها در آن و تقويت اين انتشارها به واسطه تشديد هاي موجود در خطوط انتقال زيرزميني، مي تواند به افزايش مشكلات كيفيت توان منجر شود. از اين رو، پايان نامه حاضر به ارزيابي هارمونيكي اين مزرعه هاي بادي مي پردازد. وضعيت انتشار هارمونيكي از توربين هاي مزرعه بادي به صورت مجزا و نيز در محل اتصال مشترك به شبكه، شامل طيف جريان و ولتاژ هارمونيكي، تحليل فازوري آن و وابستگي انتشار هارمونيك به توان خروجي مزرعه بادي، بررسي شده است. مؤلفه هاي فركانسي مجزا به روش هاي مختلفي به توليد توان اكتيو بستگي دارند: هارمونيك هاي مشخصه مستقل از توان هستند؛ ميان هارمونيك ها همبستگي قوي با توان را نشان مي دهند. اين مؤلفه هاي ميان هارمونيكي بيشترين تأثير را روي شبكه، با توجه به سطوح مجاز اعوجاج ولتاژ، دارند. نتيجه گرفته مي شود كه توليد توان تنها عامل تعيين كننده ي انتشار جريان هارمونيكي از يك سيستم تبديل انرژي بادي نيست. روشي براي مطالعه و دسته بندي انتشارهاي جريان هارمونيكي متداول در يك مزرعه بادي بر اساس توابع انتقال و مدل سازي هارمونيكي اجزاي مزرعه بادي در حوزه فركانس، به منظور ارزيابي سهم جريان هارمونيكي هر توربين بادي در محل اتصال مشترك به شبكه و نيز سهم ولتاژ هارمونيكي پس زمينه شبكه بر اعوجاج جريان هارمونيكي هر يك از توربين ها، معرفي شده است. بررسي اثر تجميع جريان هاي هارمونيكي مختلط ناشي از توربين هاي بادي مجزا در شبكه جمع كننده مبتني بر تابع انتقال صورت مي پذيرد: انتشار جريان هارمونيكي مختلط از مجموعه ده توربين بادي، پس از تجميع در محل اتصال توربين ها، با شدت و ضعف به شبكه منتقل مي شود؛ جريان هاي مختلط حول يك نقطه مركزي انتشار مي يابند. براي ميان هارمونيك ها، اين مركز منطبق بر مبدأ صفحه مختلط است. براي هارمونيك هاي صحيح، اين مركز خارج از مبدأ است. از تابع انتقال همچنين در جداسازي انتشار اوليه از انتشار ثانويه استفاده شده است. دقت اين توابع به منظور بررسي اثر تجميع انتشارهاي اوليه و ثانويه بر اساس مدل سازي متوسط مبدل هاي توربين بادي نوع 3 افزايش داده مي شود. واژگان كليدي: ژنراتور القايي دوسو تغذيه، مزرعه بادي، هارمونيك ها، توان اكتيو، انتشار اوليه و ثانويه، تابع انتقال، تشديد، تجميع هارمونيك ها، مدل سازي متوسط.

1395/11/20

1/1/1900 12:00:00 AM

Application of power electronic converters in wind turbines results in generation of harmonic an​d interharmonic. Also, the switching of converters results in turbines active output power distortions. Harmonic interaction of wind farms with external grid, harmonic propagations in it an​d amplification of these propagations due to resonance of underground transmission cables, can leads to increase in power quality problems. Hence, this thesis was planned to carry out a harmonic survey on these wind farms. Harmonic emission situation from individual wind turbines as well as at the point of common coupling (PCC), containing harmonic current an​d voltage spectra, its phasor analysis, an​d dependence of harmonic emission on wind farm output power is addressed. Individual frequency components depend on the power production in different ways: characteristic harmonics are independent of power; interharmonics show a strong correlation with power. The impact on the grid, with reference to permissible levels of voltage distortion, is biggest for the interharmonic components. It is concluded that the power production is not the only factor determining the current emission of a wind energy conversion system. A method is provided for study an​d classification of conventional current harmonic emissions in a wind farm based on transfer function an​d harmonic modeling of wind farm components in frequency domain in order to eva​luate the harmonic contributions of each wind turbines at point of connection as well as the contribution of external grid background harmonic voltage on each turbine current harmonic distortion. Aggregation effect of complex harmonic currents from individual wind turbines through the collector network, eva​luated based on transfer function: complex harmonic current emissions originated from ten wind turbines, at the collection grid after aggregation, transmitted to the external grid with severity an​d infirmity. The complex currents are spread around a center point. For interharmonics, this center corresponds to the origin of the complex plane. For integer harmonics, this center is offset from the origin.. In addition, transfer function is used to decomposes primary emission from secondary emission. In order to eva​luating aggregation effect of primary an​d secondary emission, accuracy of these function will be increased by average modeling of type III wind turbine converters. Keywords: Doubly-fed induction generators,Wind farm, Harmonics, Active power, Primary an​d secondary emission, Transfer function, Resonance, Harmonics aggregation, Average modeling.