مقاله تنظیم ولتاژ در شبکه های توزیع با استفاده از C - DVR

بخشی از مقاله

چکیده

در سال های اخیر، سیستم های انرژی تجدید پذیر مانند سیستم فتوولتایک بطور گسترده ای در سیستم توزیع مطرح گردیده است. انحراف ولتاژ به سبب نوسانات ولتاژ و همچنین ولتاژ نامتوازن ناشی از PV از مسائل جدی در این سیستم ها بشمار می روند. بمنظور کاهش این مسائل، تنظیم کننده ولتاژ دینامیک از نوع ترکیبی - - C-DVR که متشکل از تنظیم کننده مرحله ای ولتاژ و چاپر AC می باشد، از دستگاه های مؤثر در این حوزه است. C-DVR می تواند بطور پیوسته و بسرعت ولتاژ خطی را تنظیم نماید. این مقاله تأثیر C-DVR بر شبیه سازی عددی را نشان می دهد.

مقدمه

در سال های اخیر، سیستم های تولید انرژی پراکنده - - DEG مانند سیستم فتوولتایک - - PVs و سلول تولید سوخت - - FC بمیزان گسترده ای در سیستم های نیرو مطرح گردیده اند. که بیشتر DEG - - ها از طریق یک سیستم تهویه نیروی تک مرحله ای - - PCS متصل می گردند. از آن جا که بیشتر جریان های نامتوازن مربوط به خط توزیع می باشند، ولتاژ نامتوازن ممکن است بزرگتر شود. بعبارت دیگر، بیشتر سیستم های توزیع دارای سیستم تابشی بوده - شکل - 1 و به منظور حفظ محدوده کافی، ولتاژ خط توزیع از طریق انتقال دهنده کنترل نسبت بار - - LRT در ایستگاه فرعی - S/S - و تنظیم کننده ولتاژ مرحله ای - - SVR در یک خط و توسط انتقال دهنده قطبی کنترل می گردند

شکل : 1 سیستم توریع شعاعی

از آنجا که LRT و SVR از انتقال دهنده هائی هستند که باتغییر نسبت چرخش ، ولتاژ را بطور اتوماتیک کنترل می کنند، ولتاژ می تواند بصورت مجزا تغییر نماید. بنابراین، ولتاژ نامتوازن در سیستم توزیع نمی تواند توسط این دستگاه ها تنظیم گردد. گذشته از آن، خروجی نوسانات PV اغلب بسته به شرایط آب و هوائی می باشد و مقدار ولتاژ نامتوازن ممکن است بصورت متناوب و تصادفی تغییر نماید. در نتیجه، سیستم PV تک مرحله ای ممکن است سبب انحراف ولتاژ یک یا دو مرحله ای نسبت به محدوده صحیح گردد. با این وجود، LRT و SVR دارای عملکرد مکانیکی پائینی هستند و نمی توانند ولتاژ را بگونه ای مؤثر تنظیم نمایند. گذشته از آن، در اغلب موارد عملکرد SVR ممکن است منجر به افزایش سائیدگی و اصطکاک گردد.

همانطور که میدانیم دستگاه های تنظیم ولتاژ با سرعت بالا مانند - SVC - Static Var Compensator و کنترل کننده جریان نیرو - - UPFC مطرح شدند. لازم به ذکر است که این دستگاه ها گران قیمت بوده و نصب آن ها بر خط توزیع مشکل است. تنظیم کننده ولتاژ مرحله ای نوع - TVR - Thyristor نیز بعنوان یک دستگاه ولتاژ سریع تر مطرح گردیده است اما نمی تواند بطور پیوسته ولتاژ را تنظیم نماید.

این مقاله یک تنظیم کننده ولتاژ سریع را مطرح می کند که تنظیم کننده ولتاژ دینامیک از نوع ترکیبی - C-DVR - نامیده می شود. C-DVR متشکل از تنظیم کننده مرحله ای ولتاژ با تریستور - پیکر بندی - TVR و چاپر AC با IGBT می باشد کهبا تزریق ولتاژ خنثی در مجموعه های خط توزیع، ولتاژ را کنترل می کند. از اینرو، فقط ظرفیت کوچکی از چاپر AC با پیکربندی TVR ترکیب می گردد و هزینه می تواند کاهش یابد.

در این مقاله، تأثیر C-DVR در جلوگیری از نوسانات ولتاژ به سبب وجود سلول های خورشیدی PV و کاهش ولتاژ نامتوازن ارائه می گردد. پیکربندی C-DVR با شرح جزئیات در بخش 2 تشریح می گردد. در بخش 3 طرح کنترل جبران ولتاژ نامتوازن توضیح داده شده است. نتایج مربوط به شبیه سازی نیز در فصل 4 آورده شده است

پیکربندی C-DVR

تنظیم کننده دینامیکی ولتاژ

C-DVR متشکل از TVR و چاپر AC می باشد و با تزریق ولتاژ خنثی در مجموعه های خط توزیع ، ولتاژ را تنظیم می نماید - شکل - i = u,v, w - Vsi . - 2 ولتاژ منبع می باشد، R و L مقاومت و اندوکتانس خط توزیع می باشند. - Vf - i = u,v,w برابر با ولتاژ خنثی می باشد که توسط C-DVR تولید شده است. Vs ولتاژ در سمت منبع و V1 ولتاژ در سمت بارگذاری است.

شکل : 2 شماتیک DVR