بخشی از مقاله
چکیده
کیفیت توان یکی از مهم ترین مباحث در ارزیابی سیستم های قدرت به شمار می رود به گونه ای که بهبود کیفیت توان ، به یک موضوع تحقیقاتی بزرگ در سیستم های توزیع قدرت مدرن تبدیل گشته است.
هارمونیک بالا ، ضریب توان پایین و تغییرات ولتاژ منبع از مسائل و چالش های اصلی کیفیت توان در یک شبکه محسوب می شود . از طرفی استفاده از منابع تولید پراکنده در سیستم های قدرت علی رغم فوایدی که دارند می توانند موجب ایجاد مشکلاتی در کیفیت توان این سیستم ها گردند که ایجاد هارمونیک ها از جمله این موارد می باشد.
در این مقاله پیشنهاد بکارگیری ترکیبی بهساز یکپارچه UPQC و آرایه PV ارائه می شود که نه تنها در کیفیت توان شبکه مشکلاتی ایجاد نمی کند بلکه سبب کاهش هارمونیک و جبران قطعی ولتاژ بارهای حساس شبکه می شود. این سیستم در یک شبکه توزیع 7 شینه نمونه توسط نرم افزار MATLAB شبیه سازی و آزمایش شده است. درستی عملکرد سیستم مذکور با تحلیل نتایج شبیه سازی اثبات شده است.
.1 مقدمه
اغتشاشات کیفیت توان که عموماً به دلیل وجود بارهای غیرخطی با شکل موج غیر سینوسی در سیستم های قدرت پدیدار می شوند سبب ایجاد اختلال در سیستم های حساس می شوند
از سویی دیگر با توجه به رشد بار ضرورت استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند سلول های خورشیدی امری اجتناب ناپذیر می باشد. اما اتصال منابع انرژی نو نظیر سلول های خورشیدی به عنوان منابع تولید پراکنده به شبکه های توزیع می تواند موجب ایجاد مشکلاتی در کیفیت توان این شبکه ها گردد که ایجاد هارمونیک ها از جمله این موارد می باشد - شهنیا و حسینی، . - 1384 لذا این تحقیق در جهت بهبود کیفیت توان این نوع شبکه ها با استفاده از بهساز یکپارچه کیفیت توان یا UPQCتنظیم شده است.
یکی از بهترین و پرکاربردترین روش ها برای حذف هارمونیک ها استفاده از فیلترهای اکتیو است. سیستم UPQC که از دو فیلتر اکتیو سری و موازی که توسط یک خازن به یکدیگر لینک شده اند تشکیل شده و از عناصر یکپارچه کنترل پذیر پیوسته ادوات Custom Power است. این سیستم توسط دو فیلتر فعال سری و موازی قابلیت بهبود کیفیت ولتاژ منبع و همچنین بهسازی جریان بار کشیده شده از شبکه را دارا می باشد
در این مقاله با بکارگیری ترکیبی سلول خورشیدی و بهساز یکپارچه UPQC هارمونیک های ناشی از بار غیر خطی کاهش یافته و همچنین آرایه خورشیدی متصل به لینک dc در UPQC ، به عنوان منبع تغذیه UPQC این توانایی را به سیستم UPQC می دهد که توان اکتیو و بدون هارمونیک به شبکه تزریق نماید. در استراتژی کنترلی قسمت های سری و موازی UPQC نیز از تئوری قاب مرجع همزمان که نسبت به تئوری توان لحظه ای دارای سرعت پاسخگویی بهتر و هزینه کمتری است استفاده شده است
این سیستم می تواند بیشبود و کمبود ولتاژ، قطعی ولتاژ، توان راکتیو وهارمونیک ها را جبران کند. لذا در این مقاله سیستم پیشنهادی در یک سیستم توزیع 7 شینه با هدف فوق یعنی کاهش هارمونیک های ناشی از بار غیرخطی و همچنین تزریق توان اکتیو به شبکه در جهت جبران قطعی ولتاژ بارهای حساس شبکه مورد استفاده قرار می گیرد و درستی عملکرد سیستم مذکور با تحلیل نتایج شبیه سازی اثبات شده است.
.2 سیستم UPQC
یکی از مهمترین روش ها برای حذف هارمونیک ها، روش فیلترگذاری به صورت استفاده از فیلترهای اکتیو می باشد. فیلترهای اکتیو از دو بخش قدرت و کنترل تشکیل یافته اند. این فیلتر ها در کلاس بندی از لحاظ ساختارمدار قدرت، به دو نوع اینورتر تغذیه شده با ولتاژ و اینورتر تغذیه شده با جریان تقسیم می شوند که اینورتر منبع ولتاژ VSI به دلیل دارا بودن بازده بالاتر و قیمت ارزان تر بیشتر مورد استفاده قرارمی گیرد. بخش قدرت هر فیلتر اکتیو از تعدادی سوئیچ نیمه هادی که قابلیت سوئیچینگ در فرکانس های بالا را دارند مانند GTO، IGBT و یا IGCT و همچنین یک عنصر ذخیره کننده انرژی که یک خازن یا یک سلف بزرگ است تشکیل می یابد
این فیلترها اگر به صورت موازی به شبکه متصل گردند به عنوان منبع جریان قابل کنترلی عمل می کنند که جریان مورد نیاز جبران سازی را به مدار تزریق می کنند و درصورتی که به صورت سری در مدار قرار گیرند به عنوان منبع ولتاژ قابل کنترلی عمل می کنند که ولتاژ دو سر خود را به گونه ای تنظیم می نمایند که جبران سازی صورت پذیرد.
بخش کنترل فیلتر اکتیو از دو قسمت تشکیل می یابد که قسمت اول عمل تشخیص شکل موج های مرجع برای جبران سازی را انجام می دهد که به این بخش الگوریتم جبران سازی نامیده می شود و بخش دیگر بر اساس شکل موج مرجع بدست آمده، الگوی سوئیچینگ را برای سوئیچ های نیمه هادی ایجاد می کند. شکل - 2 - شمای اتصال یک فیلتر فعال را نشان می دهد.
سیستم UPQC از دو مبدل منبع ولتاژ VSI سری و موازی تشکیل شده است که توسط یک خازن جریان مستقیم مشترک به همدیگر لینک می شوند. این سیستم یکی از عناصر سری -موازی - یکپارچه - کنترل پذیر پیوسته ادوات Custom Power است که برای مقابله با مسائل کیفیت توان، قابلیت های ادوات موازی را همانند-D STATCOM برای بهسازی جریان بار کشیده شده از شبکه و همچنین قابلیت های ادوات سری را همانند DVR برای بهبود کیفیت ولتاژ منبع دارا می باشد - عابدی و همکاران، . - Kaliappan et al , 2012 - - 1384 شکل - - 3 ساختار کلی UPQC را نشان می دهد.
