بخشی از مقاله
خلاصه:
نگرانی در خصوص امنیت انرژی و تلاش برای کاهش گازهای گلخانه ای دو انگیزه اصلی برای افزایش استفاده از منابع تجدیدپذیر شده است.که در این میان می توان انرژی باد را جزء یکی از مهمترین منابع تجدیدپذیر دانست.عملکرد کلی یک مزرعه بادی به طور چشمگیری به نوع توربین های بادی نصب شده در آن وابسته است , توربین های بادی متصل به ژنراتور القایی DFIG به دلیل ویژگی هایی که دارد به طور ویژه ای مورد توجه قرار گرفته است . اما مشکل اصلی این ژنراتورها , مصرف زیاد توان راکتیو می باشد که باعث ناپایداری و خروج واحد از مدار میشود و با توجه به سهم به سزایی که این توربین ها در تامین توان در سیستم قدرت به عهده دارند باید به دنبال راهی باشیم که در هنگام اتصال کوتاه در شبکه, توربین بادی به شبکه متصل بماند و به کار خود ادامه دهد . در این مقاله از جبرانساز استاتیکی سنکرونSTATCOM جهت تامین توان راکتیو مورد نیاز که مانع خروج واحد از شبکه میشود استفاده کرده ایم و درستی روش را با شبیه سازی سیستم قدرت نمونه در محیط نرم افزاز MATLABنشان داده ایم.
کلمات کلیدی:توان اکتیو و راکتیو ، توربین بادی ، ژنراتور القایی ، جبرانساز استاتیک STATCOM
.1مقدمه
تولید انرژی الکتریکی یکی از نیازهای اساسی هر جامعه ای می باشد که این انرژی به روشهای مختلفی تولید میشود .یکی از این روشها تولید انرژی الکتریکی با بهره گیری از انرژی باد می باشد که در مقایسه با روشهای دیگر تولید انرژی الکتریکی از مزایای بیشتری برخوردار است از مهمترین این مزایا میتوان به عدم آلودگی محیط زیست و رایگان بودن انرژی باد اشاره کرد .در نیروگاههای بادی از ژنراتور القایی استفاده میشود که مشکل این ژنراتورها مصرف زیاد توان راکتیو می باشد و در صورتی که این توان تامین نشود واحد بادی از شبکه خارج شده و علاوه بر ایجاد مشکل در تامین انرژی شبکه هزینه های سنگینی نیز به دنبال دارد.روشهای مختلفی جهت تامین توان راکتیو ارائه شده در مرجع[1]از یک کندانسور سنکرون برای جبران توان راکتیو و جلوگیری از فروپاشی ولتاژ استفاده شده است.
در مرجع [2,3]از SVC برای اصلاح ضریب توان بار و بهبود پروفایل ولتاژ استفاده شده است و ساختارکنترلی مربوط به STATCOM برای اصلاح ضریب توان بار شرح داده است.مراجع متعددی موضوع کنترل توان راکتیو در ژنراتور القایی با تغذیه دوگانه را مطرح کرده اند. درمرجع[4] ناپایداری ولتاژ شینه های بار در شبکه ای که توسط نیروگاه بادی با ژنراتور DFIG تغذیه می شود، بررسی شده و نقش کنترل کننده های SVC و STATCOM در کنترل و بهبود عملکرد شبکه جهت غلبه بر ناپایداری ولتاژ نشان داده شده است. درمرجع [5]استراتژی های مختلف کنترل توان راکتیو در ژنراتور DFIG به منظور بهبود عملکرد ژنراتور و دور شدن از مرز ناپایداری ولتاژ ارائه شده است.
مصرف کننده هایی که بین ولتاژ و جریان آنها اختلاف فاز وجود دارد توان دارای دو مقدار مثبت و منفی است.به این معنی که مصرف کننده گاهی از شبکه توان می کشد و گاهی به آن توان می دهد .این موضوع سبب ایجاد توان راکتیو میشود از آنجایی که در این مصرف کننده ها امکان صفر کردن اختلاف فاز ممکن نیست نتیجه این میشود که توان راکتیو را نمی توان از بین برد . برای این منظور کافیست توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده را از راهی غیر از شبکه تامین نمود یعنی از جبرانسازهای توان یا همان ادوات FACTSاستفاده کرد که وسایلی سازگار با محیط زیست هستند و هیچ مواد خطرناکی در آنها وجود ندارد و آلودگی نیز ایجاد نمیکنند. ادوات FACTS به توزیع انرژی الکتریکی اقتصادی تر از طریق بهره برداری بهتر از تجهیزات موجود , با کاهش نیاز به اضافه کردن خطوط انتقال کمک میکند .یکی از مهمترین ادوات FACTS جهت جبران توان راکتیو جبرانساز استاتیک STATCOM می باشد .
.2 مدل ماشین
برای ارایه مدل ابتدا پارامتر های زیر را تعریف می کنیم :[9]Vds ,Vqs ولتاژ های سه فاز استاتور در دستگاه مرجع dq هستند.
