نوع فایل: word
قابل ویرایش 90 صفحه
مقدمه:
جهت انتقال انرژی الکتریکی از نیروگاه ها به مصرف کنندگان یک سیستم قدرت بهم پیوسته‌ای مورد نیاز می‌باشد. اجزای اصلی سیستم قدرت شامل مراکز تولید انرژی ، ایستگاه‌ها و خطوط انتقال می‌باشد.
با توجه به رشد روز افزون مصرف انرژی الکتریکی ، سیستمهای قدرت نیز توسعه یافته و به علت ضرورت افزایش قابلیت اطمینان و تأمین شرایط فنی و اقتصادی هر چه مطلوبتر ، سیستمهای قدرت بهم اتصال یافته و یک سیستم قدرت بزرگ را تشکیل می‌دهند.
هر چند که انتقال انرژی بوسیله سیستمهای DC هزینة اولیة زیادی می‌طلبند ولی برخی از مشکلات سیستمهای AC مانند سنکرونیزم و پایداری را ندارد لذا بجای انتقال‌های بصورت EHV-AC و UHV-AC استفاده از سیستمهای HVDC مطلوبتر است.
بهر صورت گسترش روز افزون سیستمهای قدرت و ضرورت اتصال سیستمهای مناطق بزرگ و حتی شبکه‌های کشورهای مجاور به یکدیگر به منظور تشکیل شبکه‌های بزرگتر از یک طرف و لزوم انتقال انرژی در قدرت‌های بسیار زیاد و به مسافت‌های طولانی و برخی ملاحظات فنی و اقتصادی از طرف دیگر ، توسعه انتقال جریان مستقیم را بیش از پیش مطرح می‌سازد.
در نخستین سالها الکتریسته به شکل مستقیم (DC) مورد استفاده قرار میگرفت که نمونه بارز آن باطریهای الکترو شیمیایی بودند که در تلگراف کاربرد وسیعی داشت.
در اولین نیروگاه برق که در سال 1882 توسط ادیسون در شهر نیویورک احداث گردید از ماشین بخار و دیناموهای جریان مستقیم برای تولید برق استفاده شد و نیروی حاصله به همان فرم DC از طریق کابلهای زیرزمینی توزیع و مصرف شد. در سال 1880 تا 1890 با ساخت ترانسفورماتورها وژنراتورهای القایی شبکه‌های انتقال AC توسعه فراوانی پیدا کرد ، بطوریکه این نوع شبکه بر شبکه‌های DC مسلط شد. علی رغم این موضوع ، در این سالها مهندسان تلاش زیادی جهت مرتفع ساختن مشکلات شبکه‌های انتقال DC به انجام رساندند ، بطوریکه رنه تیوری1 در سال 1889 با سری کردن ژنراتورهای DC توانست به ولتاژ بالایی جهت انتقال DC دست یابد و در انتهای خط هم تعدادی موتور DC را با هم سری کرده و هر یک از این موتورها را با بک ژنراتورDC یا AC با ولتاژ کم کوپل کرده بود.
از این نوع سیستم تا سال 1911 حدود 20 پروژه در اروپا به اجرا درآمد که مهمترین آن در فرانسه بین موتیرز2 در کوههای آلپ فرانسه و شهر لیون با فاصله‌ای حدود km20 و سطح ولتاژ kv125 تا سال 1937 مورد بهره‌برداری قرار گرفت.
به هر حال با توجه به محدودیت ماشین‌های DC مشخص بود که توسعه بیشتر HVDC به مدلهایی با کیفیت بهتر از این نوع ماشین‌ها نیاز داشت، به همین دلیل عده‌ای به طرح دیگری از مبدلها پرداختند.
در سال 1932 مارکس در آلمان مبدلهایی با قوس هوا ابداع کرد که باسویچینگ قوس بین دو الکترود مشابه، جریان متناوب قابل تبدیل به جریان مستقیم می‌شدند ولی این نوع مبدل اشکالاتی از جمله عمر کم الکترودها، افت ولتاژ نسبتاً زیاد (V500 روی قوس) و همچنین توان تلفاتی زیاد برای قوس و برای دمیدن هوای خاموش کننده قوس و خنک کنندگی حدود 3% قدرت انتقالی داشت.
در سال 1930 برای اولین باردیوهای جیوه‌ای مجهز به الکترود کمکی ساخته شدند، این نوع دیودها قابلیت کار در حالت اینورتری را نیز داشتند به این ترتیب در سالهای بعد مبدلهای شبکه انتقال DC به دیودهای مذکور مجهز شدند.
اولین خطوط HVDC با استفاده از این نوع مبدلها در طول جنگ جهانی دوم در کشور آلمان احداث شد، این خط به طول km115 و ولتاژ kv400 و ظرفیت انتقال قدرت Mw60 با کابل زیرزمینی مورد بهره‌برداری قرار گرفت.
همچنین در این سالها خطی بین مسکووکاشیراباطول km112 و ظرفیت Mw30 و ولتاژ kv100+ که عمدتاً با استفاده از کابل و بعضی از قستمها هوایی بوده است، ایجاد شد.
انتقال انرژی الکتریکی با استفاده از سیستم فشار قوی جریان مستقیم ( HVDC )به عنوان مکمل سیستمهای فشار قوی متناوب (HVDC ) و حتی در مواردی جایگزین آن از دهه ششم قرن میلادی حاضر، مطرح بوده است. حدود Gw50 توان انتقال می‌دهند.
به عنوان نمونه میتوان از سیستم ایتایپو1 در برزیل یاد کرد. این سیستم Gw 3/6 توان تحت ولتاژ kv600+ در فاصله‌ای به طول km800 انتقال می‌دهد.
با بررسی سیستمهای HVDC ساخته شده می‌بینیم که در بعضی از موارد انتقال انرژی با جریان مستقیم تنها راه چاره موجود است و مشکلات فنی اجازه نمی‌دهند از جریان متناوب برای این کار استفاده شود، به عنوان مثال انتقال توان با کابل از طریق دریا در فواصل طولانی یا ارتباط میان شبکه‌های با فرکانس متفاوت چاره‌ای جز استفاده از سیستمDC نیست. در برخی دیگر از سیستمهای HVDC که برتری اقتصادی انتقالDC درآن مورد نسبت به انتقال ACسبب انتخاب HVDC شده است.
مثلاً با توجه به اینکه انتقالDC را میتوان با دو یا یک هادی ( به جای سه هادی درAC ) انجام داد.
انتقال حجم زیادی از توان در فواصل طولانی( بیش از km800) بصورت DC نسبت به AC با صرفه تر است. در بعضی از موارد پارامترهای دیگری از قبیل بهبود پایداری، حفظ سطح اتصال کوتاه ، کنترل پذیری بیشتر هم مطرح می شوند که علی رغم داشتن هزینه برابر یابیشتر سیستمDC بر AC ترجیح داده می‌شود.
پیشرفت‌های روز افزون در ساخت ادوات نیمه‌هادی برای توان‌های بالاتر با قیمتهای ارزانتر راه استفاده ازانتقال جریان مستقیم را هموارتر کرده است.
فهرست مطالب:
فصل اول: انواع سیستمهای HVDC
مقدمه
معیارهایی از سیستم انتقال HVDC
انواع سیستمهای HVDC
سیستم تک قطبی
شبکه تک قطبی با بیش از یک هادی
سیستم انتقال دو قطبی
مزایا و معایب خطوط HVDC از نظر فنی
ارزیابی
فصل دوم: انواع سیستم های کنترل HVDC
مقدمه
برخی از مزایای سیستم HVDC
برخی از معایب سیستم HVDC
اصول کنترل در مبدلها و سیستمهای HVDC
کنترل در مبدل AC/DC
واحد فرمان آتش
کنترل در شبکه HVDC
کنترل با جریان ثابت یا ولتاژ ثابت
مشخصه های ترکیبی در شبکه HVDC و تغییر جهت توان
تعیین میزان قدرت انتقالی
کنترل ویژه در سیستمهای HVDC
کنترل فرکانس
کنترل از طریق مدولاسیون توان DC
کنترل توان راکتیو
کنترل ضریب قدرت ثابت( CPF)
کنترل جریان راکتیو ثابت(CRO)
یک کنترل غیر خطی قوی برای سیستمهای قدرت AC/DC موازی
ارزیابی
فصل سوم: بررسی هارمونیک های تولیدی در HVDC و فیلترینگ آنها
مقدمه
حذف هارمونیک شبکه HVDC (فیلترینگ)
انواع فیلتر
موقعیت
اتصال سری یا موازی
نحوه تنظیم
تأثیر امپدانس شبکه بروی فیلترینگ
طراحی فیلترهای تنظیم شونده
انحراف فرکانس
فیلترهای فعال در شبکه HVDC
مقدمه
فیلتر غیر فعال در سمت DC
فیلتر فعال در سمت DC
خلاصه ای از عملکرد فیلتر غیر فعال در سمت AC
خلاصهای از عملکرد فیلتر فعال در سمت AC
ارزیابی
فصل چهارم : تنظیم فرکانس سمت AC یکسو کننده با استفاده از کنترلر با منطق فازی هماهنگ
مقدمه
مدل سیستم
فازی سازی
اساس قانون و استنتاج
آشکار سازی
تغییر جهت دادن کنترلر با منطق فازی
ارزیابی
فهرست منابع و مراجع
منابع و مأخذ:
- م. ه رشید. الکترونیک صنعتی (مدارات و دستگاهها و کاربرد آن ) ترجمه قهرمان ,ب ،. صداقتی ,ع ، چاپ اول ، انتشارات نما مشهد 1375
- ابوالقاسمی , ن. انتقال انرپی جریان مستقیم , چاپ اول , انتشارات شرکت برق منطقه ای اصفهان ، ایران ,آذر 1370
- کاظمی , الف. سیستمهای قدرت الکتریکی جلد دوم , چاپ اول , انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران ، تیر 1370
- ناگرات و کوتاری آی. جی – دی.پی – بررس سیستمهای مدرن انرژی الکتریکی. دکتر عابدی. م – چاپ اول انتشارذات جهاد دانشگاهی. دانشگاه صنعتی امیر کبیر 1368
- گروس. چارلزا. بررسی سیستمهای قدرت. دکتر عابدی.م – چاپ اول انتشارات جهاد دانشگاهی. دانشگاه صنعتی امیر کبیر 1363
- H.J Zimmermann, Fuzzy Set Theory and its Applications 2nd ED.,Kiuwer, Dordrecht , 1991
- logic controller – part I and part II. IEEE Trans. Syst. Man Cybern. 20(1990), pp.404 – 435
- stabilizer. IKE Proc. Gener. Transm. Distrib. 142 (1995),pp. 277 – 281.
- emtdc/pscad User's Manual , Manitoba HVDC Research Centre , Canada , 1994
- S. M. Badran and M. A. Choudhry , Design of modulation controllers for AC/DC power systems. IEEE Trans Power Syst 8 4 (1993),pp. 1490 -1496
- Khalil H.Nonlinear systems , Perntice Hall,2nd ed., 1996
- Qu Z. Robust control of nonlinerar uncertain systems, Wiley Interscince , 1998
- p.k.Dash,, A.C.Liew and A.Routray, High-performance controllers for HVDC transmission links. IEE Proc. Gener. Tranam.Distrib. 141 (1994),pp.422 -428
پروژه بررسی سیستم های HVDC و بررسی هارمونیک های تولیدی در آن. doc
