25605

مدلسازي و شبيه‌سازي مدارشكن‌ تركيبي جريان مستقيم شبكه‌هاي HVDC

كارشناسي ارشد

برق قدرت

1400/7/3

دكتر عباس شولائي

مهندسي برق

با توسعه‌ي روزافزون تكنولوژي الكترونيك قدرت و همچنين بهره‌برداري از منابع انرژي تجديد پذير نظير مزارع بادي فراساحلي و نيروگاه‌هاي خورشيدي در مناطق دوردست، شبكه‌هاي جريان مستقيم ولتاژ بالا(HVDC) به دلايلي همچون ظرفيت انتقال بالاتر، تلفات كمتر، و صرفه‌ي اقتصادي نسبت به خطوط جريان متناوب (AC) براي انتقال توان در مسيرهاي طولاني پيش از پيش موردتوجه قرار گرفت. اخيراً با توجه به پيشرفت‌هاي صورت گرفته سيستم‌هاي ولتاژ بالاي جريان مستقيم چند پايانه (MTDC) بر مبناي مبدل منبع ولتاژ (VSC) بهترين گزينه براي پياده‌سازي شبكه‌هاي HVDC است. ازجمله مهم‌ترين موانع و مشكلات در پياده‌سازي اين شبكه‌ها، آسيب‌پذيري‬ بالاي آن‌ها در برابر خطاي اتصال كوتاه خط انتقال DC است. در خطوط انتقال DC به دليل مشكلاتي از قبيل عدم وجود نقطه‌ي صفر عبور جريان و ميرايي پايين، قطع خط DC مشكل است. در اين گزارش ابتداً مقدمه‌اي از انواع مدارشكن ‪،HVDC‬ عملكرد و مزايا و معايب هركدام از آن‌ها ذكرشده است. همچنين با توجه به مقايسه‌ي بين انواع مدارشكن‌ها چند نمونه از كاربردي‌ترين مدارشكن‌ها معرفي شدند و نحوه‌ي عملكرد آن‌ها به‌طور كامل شرح داده‌شده همچنين نمونه‌اي از شبكه‌ي HVDC مبتني بر مبدل VSC شبيه‌سازي‌شده و انواع خطاهاي HVDC و تأثيرات آن‌ها بر شبكه بررسي‌شده است و در انتها نيز يك نمونه از انواع مدارشكن‌هاي تركيبي به‌صورت كامل طراحي‌شده و نتايج شبيه‌سازي و تست آن نيز بررسي‌شده است

1400/09/12

Modeling (analysis) and Simulation of Hybrid HVDC Circuit Breaker

9/25/2022 12:00:00 AM

With the increasing development of power electronics technology and use of renewable energy sources such as offshore wind farms and solar power plants in far areas, high voltage direct current (HVDC) networks for reasons such as higher transmission capacity, lower losses and cost-effectiveness compared to Alternating current (AC) for power transmission over long distances has already been considered. Recently, due to the recent developments in semiconductors, the best way to implement HVDC grids is Multi-terminal high voltage direct current (MTDC) systems based on voltage source converter (VSC). One of the most important obstacles and problems in the implementation of these systems is their high vulnerability to DC line short circuit. DC current interruption is a challenge due to absence of zero crossing and the high current rate increase DC side. DC circuit breakers are one solutain for the protection of HVDC grids. This thesis, examines the effect of DC faults on the HVDC grids and will have overview of the types of HVDC circuit breakers. Eventually presents analysis and simulations on one hybrid HVDC circuit breaker. Equations are derived from laplas transforms analysis of the hybrid circuit breaker. A model of CB is parameterized for 500 KV VSC system in PSCAD. Fault simulations are then performed and compared to the equations.

كنترل سيستم هاي VCS , خطاهاي شبكه هاي جريان مستقيم , مدارشكن هاي تركيبي شبكه هاي جريان مستقيم ولتاژ بالا , مدارشكن هاي شبكه هاي جريان مستقيم

VCS control systems , Hybrid circuit breaker , hvdc fault , hvdc circuit breaker