بخشی از مقاله

چکیده

تجهیز دی استات کام جایگزینی برای سریهای مرسوم جبرانساز شنت ارائه نموده است. D-STATCOM دستگاهی است که نوید آیندهی برجستهای در سیستم قدرت برای کاهش مشکلات مربوط به کیفیت توان میدهد. همچنین D-STATCOM برای کاهش افت و نوسان ولتاژ نیز سودمنداست. با افزایش در مدت خطا، مشخص شده که D-STATCOM بهتر از سایر کنترلرهای کاهنده میباشد. در این مقاله یک طرح کنترل جدید مبتنی برمدولاسیون پهنای پالس - 1 - PWM بهبود یافته اجرا شده تا گیتهای الکترونیکی در 2VSC دوسطحی بکار رفته در D-STATCOMکنترل شود. بر خلاف طرح های اصلی سوئیچینگ فرکانس که قبلاً در PSCAD موجود بودند، این طرح کنترل PWM فقط به اندازهگیریهای ولتاژ نیاز دارد.

این ویژگی موجب شده تا کاملاً برای کاربردهای ادوات Custom Power مناسب باشد. این طرح کنترل در دامنه گستردهای از شرایط عملیاتی تست شده و مشاهده شده است که در هر موردی بسیار قوی عمل نموده است.در این مقاله با استفاده از یک روش کنترلی جدید افت ولتاژ ناشی از راه اندازی موتور القائی را جبرانسازی نموده و هارمونیک ناشی از کنترلر - دی استات کام - به شکل قابل توجهی بهبود داده شده است .

.1 مقدمه

کیفیت توان اخیراً به مسئله بسیار مهمی تبدیل شده که به دلیل تاثیر آن بر تامین کنندگان برق، تولید کنندگان تجهیزات و مشتریان است. کیفیت توان را به صورت تغییرات ولتاژ، جریان و فرکانس در یک سیستم قدرت توضیح دادهاند که به انواع گستردهای از پدیدههای الکترومغناطیسی اشاره دارد که ولتاژ و جریان را در یک زمان خاص و در یک مکان خاص در سیستم قدرت مشخص می کنند.[1] این روزها، صنایع بسیاری وجود دارند که ازتکنولوژی پیشرفته برای تولید و فرایند واحد استفاده مینمایند.

این تکنولوژی به کیفیت و قابلیت اطمینان بالای منبع تغذیه3 نیاز دارد. صنایع نیمه رسان کامپیوتر، و تجهیزات واحد تولیدی حساسیت بسیاری به تغییرات در کیفیت منبع تغذیه دارند.[2] کیفیت توان برای عملکرد صحیح پروسهها و فرایندهای صنعتی ضروری است، که شامل حفاظت مناسب از سیستم برای عملکرد خوب و دائمی و طولانی مدت است. مشکلات کیفیت توان مانند افت لحظهای ولتاژ ، یا افزایش ولتاژ ، اعوجاج یا اغتشاش هارمونیکی، عدم تعادل، حالت گذرا و فلیکر ممکن است تاثیراتی بر دستگاههای مشتریان داشته باشند که موجب اختلال در عملکرد و کاهش تولید خواهد شد.[3]

با توجه به افزایش قابل توجه تجهیزاتی که به کیفیت توان حساسیت دارند و به تبع آن زیانهایی که در اثر کمترین انحراف موقتی در کیفیت توان به آنها رسیده است.[4] تلاش هایی برای اصلاح این وضعیت انجام شده ، که این راه حلها بر اساس کاربرد جدیدترین تکنولوژیهای الکترونیکی برق صورت گرفتهاند. قطعاً ، تکنولوژی ادوات Custom Power درسطح ولتاژ پائین و تکنولوژی همتای آن، 1 - FACTS - که کاملاً شناخته شده هستند، که هدف آنها کاربردهایی در انتقال برق با ولتاژ بالا میباشد، به عنوان راه حلی معتبر برای حل بسیاری از مشکلات مربوط به استمرار و تداوم ولتاژ جهت مصرف کننده میباشد.

.2  افت ولتاژ

افت ولتاژ لحظهای - sag - ، تغییر کوتاه مدت در مقدار موثر ولتاژ میباشد. بنابراین، افت ولتاژ، افت کوتاه مدت در ولتاژ RMSاست، که عمدتاً به دلیل اتصال کوتاه2، اضافه بار و راه اندازی موتورهای بزرگ به وجود میآید. در استاندارد IEEE 1159 -1995، عبارت sag، کاهش در ولتاژ موثر یا جریان موثر تا مقادیری بین0/1 تا 0/9پریونیت به مدت 0/5 سیکل تا یک دقیقه تعریف شده است.[5] افت ولتاژ در مقایسه با هارمونیک، فلیکر، نویز و ... یک مشکل مهم در کیفیت توان است.

بارها میتوانند متحمل اثرات زیان آوری از کمبود ولتاژ شوند که موجب زیان اقتصادی نیز میشود. شدیدترین Sag در اثر خطا در سیستم قدرت در سطح انتقال و توزیع به وجود میآید. افت ولتاژ لحظه در شبکههای توزیع به دلایلی مانند خطا ، راه اندازی موتورهای القایی و انرژی ترانسفورماتور ممکن است رخ دهد. که در این مقاله به بررسی اثر افت ولتاژ ناشی از راه اندازی موتور القایی و جبرانسازی آن به وسیلهی D-STATCOM پرداخته میشود.

. 1.2 به دلیل استارتینگ موتور

افت ولتاژ به دلیل استارتینگ موتور به صورت متقارن است، زیرا موتورهای القایی1بارهای سه فاز متعادل هستند، که موجب میشود هر فاز تقریباً جریان هجومی مشابهی را ترسیم نماید. اندازه افت ولتاژ به موارد زیر بستگی دارد:

-1 مشخصات موتور القایی

-2 قدرت سیستم در جایی که موتور متصل شده است.

.2.2 اندازهی افت ولتاژ - sag -

یک روش عمده برای تعیین مشخصات اندازهی افت ولتاژ از طریق ولتاژ باقیمانده در طی پدیدهی sag، ولتاژ حفظ شده2نام دارد. اندازی sag ولتاژ را میتوان با روشهایی مانند ولتاژ r.m.s یک سیکلی یا نصف سیکلی، اندازهی اجزای اساسی افت ولتاژ، و پیک ولتاژ در طی هر سیکل یا نصف سیکل تعیین نمود. اندازه sag با افزایش فاصله تا خطا و افزایش سطح خطا، افزایش مییابد. این اندازه همچنین بستگی به سطح مقطع خطوط هوایی یا کابلها دارد، زیرا بر امپدانس آن خطوط تاثیر میگذارد. همچنین، از آنجایی که ترانسفورماتور دارای امپدانس نسبتاً زیادی است، وجود ترانسفورماتور بین خطاها و نقطه مورد نظر منجر به اندازهی sagنسبتاً کمتری میشود. مدت زمان sagعمدتاً از طریق زمان رفع عیب تعیین میگردد. به طور کلی، خطاها در سیستم انتقال سریع تر از عیوب در سیستم توزیع برطرف میگردند، که بر اساس مکان خطا در سیستم بر طول مدت خطا تاثیر میگذارد.

.3.2 تکنیک های کاهش

روشهای بسیاری برای کاهش افت ولتاژ وجود دارد. یکی از آنها کاهش اتصال کوتاه است که مستقیماً توسط شرکت های برق انجام می شود و از طریق جلوگیری از اضافه باری فیدر یا کابل و برنامه ریزی پیکربندی صحیح صورت میگیرد. گزینه دیگر، استفاده از دستگاههای تکنولوژی قابل انعطاف AC است که به دلیل قابلیت اطمینان به آنها در حفظ اصلاحات کیفیت توان، از جمله کاربرد sag ولتاژ، این روزها کاربرد گستردهای دارد. دستگاههای بسیاری وجود دارد که با هدف ارتقای کیفیت توان ساخته شدهاند، مانند DVR ، D-STATCOM و UPS همه این دستگاهها به عنوان ادوات custom power نیز شناخته میشوند. محققان، راه حلها و روشهای گوناگونی را پیشنهاد و ایجاد نموده اند تا بر sag ولتاژ غلبه شود.

سه سازمان اصلی مسئول مقابله و رفع افت ولتاژ هستند. این سازمان ها شامل شرکت های برق، مشتریان و تولید کنندگان تجهیزات میباشند. مشخص شده است که جلوگیری از ایجاد خطا و رفع سریع خطا در سطح شرکت، یکی از ابعاد مهم در کاهش sag ولتاژ است. شرکت های برق باید تغییراتی را در سیستم قدرت طراحی کنند که بتواند تعداد خطا ها و زمان رفع خطا را کاهش دهند. هر چند تاکید شده است که حذف کامل sag ولتاژ به دلیل خطاها غیر ممکن است. در این میان، راه حل های سنتی مانند منبع تغذیه اضطراری و سایر تجهیزات اصلاح کننده برای بارهای با ضریب قدرت پایین میتواند تاثیر خاموشی را کاهش دهد.

- DVR - ، یک راه حل مبتنی بر اینورتر است که اخیرا توسط شرکت های مهندسی مختلفی ایجاد شده است. DVR دارای زمان واکنش یک چهارم یک سیکل است و بنابراین، آن را به یک اقدام جذاب کاهنده تبدیل نموده است. اساساً DVR در سریهایی با بار بحرانی اتصال دارد. DVR قادر به تزریق ولتاژهای دامنه قابل کنترل، زاویه فازی و فرکانس درون فیدر توزیعی است که دستخوش sag ولتاژ است. علاوه بر بازگردان دینامیک ولتاژ ، جبران ساز استاتیک توزیع - DSTATCOM - ، و سوئیچ انتقال حالت سخت - SSTS - به عنوان ابزارهایی جهت کاهش اثرات sag ولتاژ ایجاد شدهاند.

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید