بخشی از مقاله
خلاصه
در این مقاله تاثیر سیستم تحریک و پایدارساز سیستم قدرت* بر میراسازی نوسانات زیرسنکرون مورد ارزیابی قرارمیگیرد.سیستم مورد بررسی از یک سیستم تک ماشینه متصل به باس محدود تشکیل شده و ضریب میراسازی منفی به عنوان معیاری برای بررسی نوسانات زیرسنکرون انتخاب شدهاست.بدین منظور ابتدا مختصرا به سیستمهای تحریک ac و ST پرداخته و به ساختار هریک اشاره میشود.
سپس سیستم مورد بررسی معرفی و پارامترهای آن ذکر میشود. در قسمت بعد به شبیهسازی برای سه نوع سیستم تحریک IEEE،AC1,AC2و,ST1 در غیاب و حضور پایدارساز سیستم قدرت انجام میشود و ورودیهای خطای فرکانس و توان الکتریکی به آن اعمال و نتایج شبیهسازی مقایسه میشوند. در نهایت به عنوان پیشنهاد برای بهبود عملکرد سیستم قدرت با پایدارساز سیستم قدرت با ورودی خطای فرکانس، ساختار
PSS4B ارائه و نتایج شبیهسازی به عنوان تاییدی بر این موضوع استخراج میشود.
.1 مقدمه
آنچه روشن است این است که یک سیستم تحریک با پاسخ سریع در بالا بردن گشتاور سنکرون کننده نقش بسزایی دارد اما ممکن است سبب ایجاد میراسازی منفی گردد. نوسانات زیرسنکرون همواره مسالهای اساسی در سیستم قدرت بوده و همواره مطالعات زیادی را به خود اختصاص دادهاست.تعداد زیادی از مقالات کنترل تحریک،از PSS بهعنوان ابزاری برای میراسازی نوسانات زیر سنکرون،استفاده نمودهاست.اما کمتر از نقش سیستمهای تحریک صحبتی به میان آمده است. سه نوع گروه بندی اصلی برای سیستم تحریک وجود دارد:
-1سیستم تحریک استاتیک منبع پتانسیل.در این نوع، زمان پاسخ ولتاژ تحریک بسیار کوتاه است.
-2 سیستم تحریک بدون جاروبک.این نوع سیستم که شباهت بسیاری به سیستم تحریک سه ماشینه دارد، یک سیستم تحریک یکسوساز-منبع پتانسیل ac است که از یکسوسازهای چرخان با ارتباط مستقیم به میدان ماشین سنکرون است ازاینرو نیاز به حلقه و جاروبک حذف میگردد.
-3سیستم تحریک یکسوساز ساکن با تحریک جداگانه - سیستم تحریک سه ماشینه - .این نوع از سیستم تحریک به دو دسته بندی به صورت زیر تقسیم میگردد:
سیستم تحریک با پاسخ نامی. سیستم تحریک با پاسخ اولیهی بالا.
در سیستم تحریک با پاسخ اولیه بالا زمان پاسخ کمتر از 0,1 ثانیه می باشد، این در حالی است که سیستم تحریک با پاسخ نامی کندتر زمان پاسخ حدود 0,5-0,2 ثانیه را دارا میباشند. سیستم تحریک بدون جاروبک در واقع بسیار شبیه به سیستم تحریک سه ماشینه است اما در جزئیات ساختار تحریک کننده و ژنراتورهای هریک متفاوت است. در استاندارد 421.5 تعریف شده در IEEE برای ماشین سنکرون مدل ریاضی این سه نوع سیستم تحریک تعریف شدهاست.
در این بررسی، بهمنظور بررسی تاثیر سرعت پاسخ سیستم تحریک بر نوسانات زیرسنکرون سیستم تحریک ST1 بهعنوان نمونهای از سیستم تحریک منبع پتانسیل، مدل AC1 برای سیستم تحریک سه ماشینه با پاسخ نامی و AC2 بهعنوان مدلی برای سیستم تحریک سه ماشینه با پاسخ اولیه بالا در نظر گرفته شده است.
این مقاله سعی دارد تا با مطالعهی یک سیستم تک ماشینه باس محدود با سیستمهای تحریک استاندارد IEEE، AC1,AC2,ST1 و PSS ، نوسانات زیر سنکرون را مورد مطالعه قرار دهد.
.2سیستم تحریک
عملکرد سیستم تحریک میتواند نقش بسزایی در پایداری سیستم قدرت داشته باشد.این عملکرد بسیار وابسته به پارامترهای سیستم تحریک است.روشهای متفاوتی برای تعیین پارامترهای سیستم تحریک وجود دارد که نمونه هایی از آن در مرجع [1]ذکر شده است.
.1,2عملکرد سیگنال بزرگ
عملکرد سیگنال بزرگ پاسخ به سیگنالهایی است که به اندازهی کافی برای در نظر نگرفتن غیرخطی بودنهای موجود، بزرگ هستند.هدف از بررسی پاسخ سیگنال بزرگ، فراهم سازی تخمین عملکرد سیستم تحریک برای مطالعات گذراست که ممکن است سبب تغییرات بزرگی در ولتاژ استاتور ماشین،جریان استاتور ماشین و جریان میدان القایی ماشین سنکرون گردد.یرای بررسی توانایی سیستم تحریک برای بهبود عملکرد ماشین سنکرون، مدلسازی باید تاثیر عملکرد ماشین تحت اغتشاشات سیستم قدرت را منعکس کند.
دودستهبندی عمده برای عملکرد سیگنال بزرگ و مدلسازی وجود دارد:
-1پاسخ نامی سیستم تحریک، پارامترها، سقف ولتاژ و پاسخ زمانی ولتاژ سیستم تحریک است.
-2سیستم تحریک با پاسخ اولیهی بالا ،پارامترها، سقف ولتاژو زمان پاسخ ولتاژ است.
.2,2عملکرد سیگنال کوچک
عملکرد سیگنال کوچک ،پاسخ سیگنالهایی است که به اندازهی کافی برای در نظرنگرفتن غیرخطی بودنهای موجود، کوچک هستند.عملکرد سیگنال کوچک سیستم کنترلی و پارامترهای آن میتواند از طریق پاسخهای زمانی،پاسخ های فرکانسی و تحلیل مقادیر ویژه انجام شود.مدل عملکرد سیگنال کوچک راهی برای بررسی عملکرد سیستمها در حالت تغییرات بار،تغییرات ولتاژ و تغییرات سرعت ماشین سنکرون که توسط گامهای اولیهی ناپایداری دینامیکی ایجاد میشود را فراهم میسازد.
.3,2سیستم تحریک ac - یکسوساز-منبع ولتاژ - ac
این نوع از سیستم تحریک از یکسوساز چرخان و یا ساکن برای تامین جریان DC استفاده میکند. انرژی آن از یک منبع ac ولتاژ استخراج می گردد و جریان DC به کمک یکسوسازها تامین میگردد
