شماره ركورد
20776
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
۲۰۷۷۶
پديد آورنده
علي اكبر عمارلو
عنوان
تحليل و شبيهسازي رفتار خازن و GTO در خطوط انتقال شبكههاي الكتريكي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
الكترونيك قدرت و ماشينهاي الكتريكي
سال تحصيل
۱۳۹۵-۱۳۹۸
تاريخ دفاع
۱۳۹۸/۳/۸
استاد راهنما
دكتر عباس شولائي
دانشكده
برق
چكيده
چكيده
جبرانسازي سري خازني يك راهحل اقتصادي جهت افزايش قابليت انتقال توان در خطوط انتقال الكتريكي است. براي مثال، نتايج يك مطالعه انجام شده توسط شركت ABB نشان ميدهد كه افزايش قابليت انتقال توان يك خط انتقال موجود از 1300 مگاوات به 2000 مگاوات با استفاده از جبرانسازي سري %90 هزينه كمتري از احداث خط انتقال جديد دارد.
با اين حال، عامل بازدارنده استفاده گسترده از جبرانسازي سري خازني، خطر بروز پديده تشديد زيرسنكرون (SSR) است. SSR شرايطي در سيستم قدرت الكتريكي است كه در آن شبكه الكتريكي با شبكه مكانيكي در يك يا چند فركانس طبيعي از سيستم تركيبي و در فركانسي كمتر از فركانس سنكرون، تبادل انرژي ميكند. اگر براي اين پديده تمهيدي انديشيده نشود، ممكن است آسيب جدي به محور توربين-ژنراتور وارد كند.
بنابراين، اين پاياننامه به موضوع SSR در يك سيستم جبرانسازيشده با خازن سري ميپردازد. اولين مدل مبناي IEEE جهت مطالعه پديده تشديد زيرسنكرون بهعنوان سيستم مورد مطالعه در نظر گرفتهشده است. تحليل پايداري سيگنال كوچك سيستم ارائهشده و مقادير ويژه سيستم بدست آمدهاند. با استفاده از آناليز مدال و شبيهسازي حوزه زمان، نشان داده شده است كه سيستم بهطور بالقوه به سبب مد پيچشي اول ناپايدار است.
سپس كاربرد و كنترل خازن كنترلشده با GTO) GCSC) بهعنوان عضوي جديد از خانواده FACTS جهت جبرانسازي سري و ميراسازي نوسانات زيرسنكرون ارائهشده است. همچنين، بهمنظور به حداقل رساندن هزينههاي كلي جبرانسازي، از GCSC در كنار خازن سري ثابت، نيز جهت جبرانسازي استفاده شده است.
علاوه بر اين، در اين پاياننامه كاربرد GCSC در تثبيت ولتاژ يك شين با بار متغير نيز ارائهشده است. همچنين براي اين كاربرد از خازن كنترلشده با تريستور (TCSC) نيز بهمنظور مقايسه با GCSC، استفاده شده است.
در اين پاياننامه، نرمافزار MATLAB/Simulink بهعنوان ابزاري جهت مدلسازي و طراحي سيستم كنترلي و نرمافزار PSCAD/EMTDC جهت شبيهسازيهاي حوزه زمان سيستم مورد مطالعه به كار گرفته شده است.
واژههاي كليدي: جبرانسازي سري خازني، خازن سري كنترلشده با GTO، نوسانات زيرسنكرون
تاريخ ورود اطلاعات
1398/04/10
عنوان به انگليسي
Performance Analysis and Simulation of Capacitor and GTO in AC Transmission Lines
تاريخ بهره برداري
7/1/2019 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
علي اكبر عمارلو
چكيده به لاتين
Abstract:
Series capacitive compensation is an economical way to increase the power transfer capability of the transmission lines. For example, a study performed by ABB Group reveals that increasing the power transfer capability of an existing transmission line from 1300 MW to 2000 MW using series compensation is 90% less than the cost of building a new transmission line.
However, a factor hindering the extensive use of series capacitive compensation is the potential risk of sub-synchronous resonance (SSR). SSR is an electric power system condition where the electric network exchanges energy with a turbine generator at one or more of the natural frequencies of the combined system below the synchronous frequency of the system. This phenomenon may cause severe damage in the turbine generator if is not prevented.
Therefore, this thesis deals with the SSR phenomena in a capacitive series compensated system. The IEEE First Benchmark Model, is considered as a case study. The small-signal stability analysis of the system is presented, and the eigenvalues of the system are obtained. Using both modal analysis and time-domain simulation, it is shown that the system is potentially unstable due to the first torsional mode.
Then, application and control of the gate-controlled series capacitor (GCSC) as a new series FACTS device for series compensation and sub-synchronous resonance (SSR) damping is presented. Also, GCSC is used in conjunction with fixed series capacitor to minimize the overall cost of compensation.
Furthermore, functionality of GCSC in fixing a bus voltage feeding a variable load is presented in this thesis. A comparison is also made in which the performance of GCSC and TCSC in a common system is considered.
In this thesis, Matlab/Simulink is used as a tool for modeling and design of control system, and PSCAD/EMTDC is used for time-domain simulations.
Keywords: Series capacitive compensation, gate-controlled series capacitor, sub- synchronous resonance