شماره ركورد
26512
پديد آورنده
سعيد شاه محمدي
عنوان
طراحي بهينه سيستم ذخيره ساز انرژي مغناطيسي ابررسانا
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي برق - سيستم هاي قدرت
سال تحصيل
1397
تاريخ دفاع
1400/11/30
استاد راهنما
دكتر حسين حيدري
دانشكده
مهندسي برق
چكيده
با توجه به توسعه سريع انرژيهاي تجديدپذير در شبكههاي برق، فناوريهاي ذخيرهسازي انرژي قادر به ايفاي نقشهاي حياتي در بهبود كيفيت توان، تقويت قابليت اطمينان و پايداري منبع تغذيه هستند. در ميان انواع مختلف ذخيرهسازي انرژي، ذخيرهسازي انرژي مغناطيسي ابررسانا (SMES) به دليل بهرهوري انرژي بالا، پاسخ سريع توان و قابليت كنترل زياد، توجه كافي را در سراسر جهان به خود جلب كرده است. براي كاربردهاي اصلي SMES، دستگاههاي SMES در مقياس بزرگ را ميتوان در نزديكي منابع تجديدپذير متمركز نصب كرد، و دستگاههاي SMES در مقياس كوچك به طور قابل توجهي براي منابع تجديدپذير توزيعشده، مانند واحدهاي توليد فتوولتائيك (PV) استفاده ميشوند. اين پايان نامه يك ذخيرهساز انرژي مغناطيسي ابررسانا در مقياس كوچك (SMES) را براي بهبود رفتارهاي گذرا يك سيستم فتوولتائيك (PV) متصل به شبكه 100 كيلووات پيشنهاد داده است و طراحي مفهومي و ارزيابي عملكرد را انجام ميدهد. با توجه به نيازهاي سيستم PV، انرژي ذخيره شده ذخيرهساز ابررسانا برابر با 90 كيلوژول است و نوارهاي YBCO براي ساخت يك سيمپيچ ذخيرهساز انرژي مغناطيسي ابررسانا استفاده ميشود. بر اساس الگوريتم ژنتيك، پارامترهاي سيمپيچ شامل جريان بحراني، طول نوار، ميدان مغناطيسي موازي و عمود بر هم بهينه شده است. با استفاده از ابزارهاي شبيهسازي، اثرات ذخيرهساز ابررسانا بر روي سيستم PV ارزيابي شده و خواص الكترومغناطيسي، تنش و تلفات سيمپيچ ذخيرهساز ابررسانا تجزيه و تحليل ميشود. نتايج ثابت ميكند كه 1) ذخيرهساز ابررسانا قابليت عبور از خطا را بهبود ميبخشد و حفاظت مؤثري براي سيستم PV ايجاد ميكند. 2) يك ميدان مغناطيسي عمود نسبتا بزرگ در هر دو انتهاي سيمپيچ ذخيرهساز ابررسانا يافت مي شود و حداكثر ميدان در وسط سيمپيچ ذخيرهساز ابررسانا القا ميشود. 3) حداكثر تنش آهنرباي ذخيره ساز ابررسانا قابل قبول است و استحكام مكانيكي رضايت بخش است. 4) تلفات ac براي عملكرد بازيابي ولتاژ ذخيره ساز ابررسانا در خطا بسيار مهم است. تحت يك زمان كوتاه، انباشت گرما ممكن است قابليت كنترل متوسطي داشته باشد.
تاريخ ورود اطلاعات
1401/02/25
عنوان به انگليسي
optimal design of superconducting magnetic energy storage
تاريخ بهره برداري
2/19/2023 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سعيد شاه محمدي
چكيده به لاتين
In Respect to the rapid development of renewable energy integration in power grids, energy storage technologies are capable of playing critical roles in improving power quality, strengthening the reliability and stability of power supply. Among different types of energy storage, superconducting magnetic energy storage (SMES) has attracted enough attention throughout the world due to its high energy efficiency, quick power response and great controllability. For the main SMES applications, large-scale SMES devices can be installed near centralized renewable generators, and small-scale SMES devices are appreciatively applied to distributed renewable resources, such as photovoltaic (PV) generation units. This paper suggests a small-scale superconducting magnetic energy storage (SMES) to enhance the transient behaviors of a 100 kW grid-connected photovoltaic (PV) system, and conducts the conceptual design and performance evaluation. Considering the PV system requirements, the stored energy of the SMES is 90 kJ, and the YBCO tapes are adopted to make a solenoid SMES magnet. Based on the genetic algorithm, the magnet parameters including critical current, tape length, parallel and perpendicular magnetic fields are optimized. Using simulation tools, the effects of the SMES on the PV system are assessed, and the electromagnetic properties, stress, and loss of the SMES magnet are analyzed. The results prove that 1) the SMES improves the fault-ride-through capability and realizes an effective protection for the PV system. 2) A relatively large perpendicular magnetic field is found in both ends of the SMES magnet, and the maximum field is induced in the middle of the SMES magnet. 3) The maximum stress of the SMES magnet is acceptable, and the mechanical strength is satisfied. 4) The ac loss is crucial for voltage maintenance performance of the SMES at the fault. Under a short clearance time, the heat accumulation may have a moderate controllability
كليدواژه هاي فارسي
ذخيرهساز انرژي، ابررسانا، بهينهسازي، الگوريتم ژنتيك،انرژي تجديدپذير، سيمپيچ سلونوئيدي
Author
Saeed Shahmohammadi
SuperVisor
Hossein Heydari