بخشی از مقاله
چکیده:
STATCOM - جبرانسازی استاتیک سنکرون - بر اساس مبدل منبع ولتاژ - VSC - برای تنظیم ولتاژ در سیستم انتقال و توزیع استفاده میشود. STATCOM به سرعت میتواند VARs مورد نیاز در طول خطای سیستم را برای پشتیبانی ولتاژ تامین کند. شرایط سخت تلفات STATCOM و جریمه تلفات کل سیستم مانع استفاده از PWM - مدولاسیون عرض پالس - برای کاربرد VSC بر مبنای STATCOM میشود. این محدودیت اجرای VSC بدون قابلیت PWM، منجر به افزایش بیش از حد جریان و تریپ STATCOM بعد از خطاهای سیستم، زمانی که قابلیت پشتیبانی VAR بیشتری مورد نیاز است، میشود.
-1 مقدمه:
کنترل کننده های سیستم های انتقال انعطاف پذیر - FACTS - AC به عنوان یک جایگزین موثر و امیدوار کننده به منظور افزایش قابلیت انتقال قدرت و پایداری شبکه از طریق توزیع مجدد جریان خط و تنظیم ولتاژ باس در حال ظهور هستند. جبرانساز VAR استاتیک - SVC - و جبرانساز سری تریستور کنترل شده - TCSC - برخی از کنترل کننده های ادوات FACTS هستند که معمولا مورد استفاده میباشند، پیشرفت در زمینه الکترونیک قدرت، به ویژه در گیت خاموش دستگاه بر اساس - GTO - ، یک عضو جدیدی از خانواده کنترل کننده های FACTS ، بنام جبرانساز سنکرون استاتیک - STATCOM - ، را معرفی نمود، STATCOM یکی از دستگاههای قدرت سفارشی میباشد که توجه زیادی را برای بهبود ثبات سیستم، با توسعه تکنولوژی الکترونیک قدرت بخود جلب کرده است.
دستگاههای قدرت سفارشی نقش بی سابقه و مهمی در بهبود بهره وری و اثربخشی هزینه در سیستم های قدرت الکتریکی مدرن بازی می کنند 2]،.[1 قدرت سفارشی مفهوم نسبتا جدید با هدف دستیابی به کیفیت توان بالا، انعطاف پذیری عملیاتی و کنترل پذیری سیستم های قدرت الکتریکی میباشد .[3-5] امکان تولید و یا جذب توان راکتیو قابل کنترل با مبدل های سوئیچینگ الکترونیک قدرت مختلف از دیرباز شناخته شده است STATCOM بر مبنای مبدل منبع ولتاژ - VSC - برای تنظیم ولتاژ در سیستم های انتقال و توزیع استفاده می شود STATCOM به سرعت میتواند VARs مورد نیاز در طول خطای سیستم را برای پشتیبانی ولتاژ تامین کند.
-2 ساختار اساسی : VSC
شکل1 توپولوژی مبدل منبع ولتاژ 48پالسه برای کاربرد ST ATCOM را، نشان می دهد. VSC متشکل از چهار lnv 1 - - Inv4 سه سطح نقطه خنثی متصل - NPC - به مبدل، که بصورت سری بوسیله چهار ترانسفورماتور کوپلینگ - T1-T4 - متصل میشوند. طرف اولیه ترانسفورماتور همانطور که در شکل یک نشان داده شده بصورت سری متصل شده است. با توجه به هزینه تلفات برای استفاده STATCOM، هر VSC در سوئچینگ فرکانس اصلی و یا در حالت موج مربعی بهره-برداری میشود. عملکرد STATCOM تحت خطاهای سیستم - مانند خطاهای یک خط به زمین - منجر به افزایش بیش از حد جریان ها و تریپ هایSTATCOM میشود.
شکل 2 افت ولتاژ در باس B را برای 4 سیکل با توجه به خطای خط زمین در سیستم را نشان می دهد. همانطور که بیان شده است جریان اولیه STATCOM در طول خطا افزایش و در نتیجه باعث تریپ STATCOM میشود. با بررسی بیشتر، دیده میشود که " VSCsراهگاهی توقف "در طول خطا به دلیل استراتژی جریان بالا و قادر خواهد بود STATCOM را به صورت آنلاین نگه دارد، اما نمی تواند از تریپ STATCOM جلوگیری کند. بنابراین میتوان فهمید که قابلیت پشتیبانی VAR از STATCOM در طی خطا و پس از خطا در سیستم بیشتر مورد نیاز است. این مشکل محرکی برای این کار میباشد.
عملکرد تحت خطای خط به زمین و در نتیجه افت ولتاژ در باس B
شکل 4 مدل شبیه سازی سیستم قدرت 500 کیلو ولت 2 باسه با 48 پالس VSC بر اساس STATCOM صد مگاوار را نشان می دهد. شکل 4 پیادهسازی زاویه کنترل شده با کنترلکننده STATCOM را نشان می دهد. حلقه بازخورد درونی برای تنظیم STATCOM جریان توان راکتیو استفاده میشود. یادآوری میشود که این کنترل تنها با کنترل ، ولتاژ خروجی اینورتر نسبت به ولتاژ خط انتقال بدست میآید از ، این تکنیک باعث ولتاژ خروجی اینورتر و ولتاژ VSC خازن DC در مقدار ماکزیمم باشد.
مقدار رفرنس برای حلقه کنترل جریان راکتیو که توسط یک حلقه خارجی مسئول برای کنترل ولتاژ سیستم - Vbus_ref - تولید می شود. این حلقه کنترل خارجی مشابه استفاده می شود برای جبرانسازی VARاستاتیک، و شامل تنظیم شیب/افت قابل تنظیم میباشد که خطای ولتاژ در خروجی واکنشی STATCOM تعریف میشود. یک تاخیر غیر قابل اجتناب در فیدبک حلقه تنظیم ولتاژ به دلیل زمان صرف شده برای محاسبه توالی ولتاژ باس اساسی مثبت - Vbus - وجود دارد. در نتیجه یک واکنش بسیار سریع - معمولا 1/4چرخه - را می توان برای کنترل جریان راکتیو به دست آورد، زمان پاسخ رگولاتور ولتاژ به طور معمول نیم سیکل از ولتاژ خط است.
-3 استراتژی کنترل:
راه حل ارائه شده بر مبنای حالت PWM اضطراری میباشد ، که در آن VSCs به صورت جداگانه شناسایی و خود پیاده سازی سوئیچینگ PWM برای کنترل جریان فاز خود در محدوده از پیش تعیین شده میباشد. هر VSC اطمینان خواهد داد که جریان بیش از حد آن در طول و بعد از یک خطای سیستم، و تحت هر شرایط ولتاژ باس - از جمله ترتیب و توالی منفی و هارمونیک - محدود شود. این استراتژی کنترل STATCOM را قادر می سازد تا به صورت آنلاین در حالت بعد از خطای سیستم، زمانی که پشتیبانی VAR آن بیشتر مورد نیازاست،در مدار باقی بماند.
