18258

۱۸۲۵۸

ارزيابي و تحليل محدودساز جريان خطاي ابررسانايي مبتني بر توربين هاي بادي و بهينه سازي چندهدفه آن

كارشناسي ارشد

قدرت - الكترونيك قدرت و ماشين هاي الكتريكي

۱۳۹۴

آبان ۱۳۹۶

دكتر حسين حيدري

برق

توربين‌هاي بادي به‌عنوان يكي از قديمي‌ترين روش‌هاي توليد انرژي الكتريكي از منابع انرژي تجديدپذير محسوب مي‌شوند. باوجود افزايش تعداد مزارع بادي متصلشده به شبكه‌هاي قدرت و مزاياي فراواني كه دارند، در شرايط غيرعادي شبكه به‌ويژه زمانيكه تغييرات ولتاژ در شبكه رخ مي‌دهد، توربين‌هاي بادي اثرات نامطلوبي بر روي شبكه‌ي قدرت خواهند داشت. علاوه براين اتصال تعداد زيادي از مزارع بادي به خروجي شبكه‌هاي توزيع منجر به افزايش سطح اتصالكوتاه مي‌شود. امروزه بهره‌بردارهاي نيروگاه بادي با ايجاد كدهاي حفاظتي جهت پاسخ‌گويي به نيازمندي‌هاي موردنياز توربين‌هاي بادي، عملكرد اين ادوات را به طرز قابل‌توجهي بهبود مي‌دهند. يكي از اين نيازمندي‌ها ظرفيت گذر از افت ولتاژ است. در اين گزارش مطالعه‌اي بر روي روش‌هاي مختلف جهت بهبود ظرفيت گذر از افت ولتاژ توربين‌هاي بادي صورت مي‌گيرد. مي‌توان با اعمال يك سيستم كنترلي براي تزريق جريان راكتيو در مبدل سمت شبكه، زماني كه از ژنراتور با مغناطيس دائم استفاده مي‌شود، ظرفيت گذر از افت ولتاژ را بهبود بخشيد. در ادامه با تركيب محدودساز جريان خطاي مقاومتي ابررسانايي با يك نيروگاه بادي با توان خروجي 50 مگاواتي اين ظرفيت تا حد بسيار زيادي بهبود پيدا مي‌كند. يكي از مهم‌ترين مباحث استفاده از محدودسازها، طراحي آن‌ها به‌گونه‌اي است كه علاوه بر سازگاري با شرايط شبكه، برخي از ويژگي‌هاي آن مانند انرژي جاري‌شده در ابررسانا، زمان فرونشاني و زمان بازيابي به‌صورت بهينه باشند. اين موضوع را مي‌توان به‌صورت يك مسئله‌ي بهينه‌سازي چندهدفه در نظر گرفت كه الگوريتم‌هاي فرا ابتكاري براي حل اين مسائل پيشنهاد مي‌شود. به‌منظور ارائه‌ي يك روش جامع، نحوه‌ي طراحي يك محدودساز ابررسانايي براي يك شبكه‌ي نمونه موردبررسي قرار مي‌گيرد. واژه‌هاي كليدي: توربين بادي متصل به ژنراتور سنكرون با مغناطيس دائم؛ گذر از افت ولتاژ؛ محدودساز جريان خطاي ابررسانايي؛ طراحي بهينه‌ي محدودساز.

1396/10/11

1/1/2018 12:00:00 AM

Wind turbines are considered as one of the oldest methods of producing electricity from renewable energy sources. Despite the increase in the number of the wind farms connected to the power network and the many benefits that they have, in abnormal conditions of the network, especially when voltage changes occur in the network, the wind turbines will have undesirable effects on the power grid. In addition, the connection of a large number of wind farms to the output of the distribution networks leads to an increase in the short circuit. Today, operators of wind turbines significantly improve the performance of these devices by creating protective codes to meet the requirements of the wind turbines. One of these requirements is the capacity of low voltage ride-through. In this study, focuses on improve the transmission capacity of low voltage ride-through of wind turbines. It is possible to improve the capacity of the low voltage ride-through by using a control system to inject reactive current in the network side-converter, when used with a permanent magnet generator. With the combination of a resistance superconducting fault current limiter and a 50 MW wind power plant, this capacity is greatly improved. One of the most important issues in the using of the fault current limiter devices is their design in such a way that, in addition to adapting to network conditions, the other features of it, such as the energy in the superconductor, the quench time, and the recovery time are become optimal. This issue can be considered as a multi-objective optimization problem, which is suggested by the meta-innovative algorithms to solve these problems. In order to provide a comprehensive method, the design of a superconducting fault current limiter for a sample network is examined. Keywords: Wind turbine based on PMSG, Low voltage ride-through, Resistive superconducting fault current limiter, optimal design of RSFCL.