26407

حداقل سازي نوسانات ديناميكي ولتاژ در شبكه راه‌آهن برقي DC

كارشناسي ارشد

مهندسي راه آهن- راه آهن برقي

1398-1400

18/12/1400

دكتر روزبه اسد

راه آهن

در سال‌هاي اخير پتانسيل برق‌رساني راه‌آهن با ولتاژ متوسط DC موردتوجه قرارگرفته است. وجود مشكلات در سيستم تغذيه الكتريكي راه‌آهن AC ازجمله مسائل مربوط به كيفيت توان، شبكه بالاسري پيچيده و غيره، همچنين رشد سريع فناوري الكترونيك قدرت و پياده‌سازي موفق مبدل‌هاي منبع ولتاژ (VSC) در سيستم‌هاي VSC-HVDC، باعث افزايش توجه و علاقه براي ايجاد شبكه‌هاي DC ولتاژ متوسط (MVDC) مبتني بر VSC براي خطوط ريلي با سرعت بالا (HSR) گرديده است. بنابراين سيستم تغذيه الكتريكي راه‌آهن DC ولتاژ متوسط مي‌تواند يك جايگزين بالقوه براي سيستم تغذيه الكتريكي راه‌آهن باشد كه در آن امكان اتصال آزادانه به انرژي‌هاي تجديدپذير و سيستم‌هاي ذخيره‌ساز انرژي وجود دارد. ساختار توزيع‌شده سيستم تغذيه الكتريكي راه‌آهن DC ولتاژ متوسط همراه با بار ديناميكي و مقاومت خطوط بالاسري، كنترل ولتاژ چنين سيستم‌هايي را به يك چالش واقعي تبديل خواهد كرد. ازاين‌رو مسئله اصلي در سيستم تغذيه الكتريكي راه‌آهن DC ولتاژ متوسط كنترل ولتاژ شبكه است. در اين گزارش ابتدا نسبت به تبيين اصول كنترل ولتاژ شبكه تغذيه راه‌آهن برقي DC اقدام گرديده است و يك روش پخش بار دقيق، سريع، كاربردي و جديد براي شبكه تغذيه راه‌آهن برقي DC معرفي شده است. در ادامه اين گزارش يك روش كنترل ولتاژ شيب افتي بهبوديافته، يعني روش كنترل ولتاژ-توان ولتاژ بهينه (OVVP)، براي دست‌يابي به عملكرد بهتر سيستم تغذيه الكتريكي راه‌آهن DC، بدون هيچ‌گونه ارتباط مخابراتي پيشنهاد شده است. روش كنترل پيشنهادي منجر به دستيابي به مسطح‌ترين پروفيل ولتاژ مي‌شود. علاوه براين تلفات شبكه را حداقل و آزادسازي ظرفيت خط را حداكثر مي‌كند. به‌منظور اثبات عملكرد و دستاوردهاي قابل‌توجه روش كنترل ولتاژ-توان ولتاژ بهينه، سناريوهاي چالش برانگيز مختلفي در شبكه موردمطالعه در نظر گرفته‌شده است. علاوه براين نتايج به‌دست‌آمده توسط روش پيشنهادي با استفاده از ابزار بهينه‌سازي قدرتمند، يعني نرم‌افزار GAMS صحت سنجي شده است.

1401/01/17

Minimization of voltage dynamic fluctuations in DC electric railway network

3/9/2023 12:00:00 AM

In recent years, the potential of medium voltage DC power supply has been considered. Existence of problems in AC power supply system including power quality issues, complex overhead network and so on; Also, the rapid growth of power electronics technology and the successful implementation of voltage source converters (VSC) in VSC-HVDC systems have increased the interest in creating VSC-based medium voltage DC (MVDC) networks for high-speed rail (HSR) lines. Therefore, medium voltage DC power supply system can be a potential alternative to railway power supply system where it is possible to connect freely to renewable energy and energy storage systems. The distributed structure of the medium voltage DC power supply system, combined with the dynamic load and resistance of the overhead lines, will make voltage control of such systems a real challenge. Therefore, the main issue in the DC power supply system is grid voltage control. In this report, first, the principles of voltage control of DC power supply network are explained; And a precise, fast, practical and new load flow method has been introduced for the DC power supply network. In the continuation of this report, an improved droop control method, ie Optimal Voltage Voltage-Power Control (OVVP) method, is proposed to achieve better performance of DC railway power supply system without any telecommunication connection. The proposed control method leads to the achievement of the flattest voltage profile. In addition, it minimizes network losses and maximizes line capacity liberalization. In order to prove the performance and remarkable achievements of the optimal voltage voltage-power control method, various challenging scenarios have been considered in the study network. In addition, the results obtained have been validated by the proposed method using a powerful optimization tool, namely GAMS software.

كنترل ولتاژ DC , كنترل ولتاژ شيب افتي , پروفيل ولتاژ , تلفات توان , توليد پراكنده (DG) , انرژي ترمز احياكننده , سيستم‌هاي قدرت كششي (TPS) , سيستم‌هاي راه‌آهن برقي ولتاژ پايين و ولتاژ متوسط DC، , راه‌آهن پرسرعت (HSR)

dc voltage control , droop control , voltage profile , power loss , distributed generation (DG), , regenerative brake energy , traction power systems (TPS), , low-voltage and medium-voltage DC electric railway systems , , high-speed rail (HSR)

morteza kalhor

roozbeh asad