بخشی از مقاله
چکیده:
این مقاله مفهومی جدید از استفاده از اینورتر مزرعه خورشیدی PV را به عنوان STATCOM نامگذاری می کند که به نام PV-STATCOMنامیده می شود،که برای بهبود محدودیت انتقال توان پایدار در سیستم انتقال متصل می شود. کل اینورترهای مزرعه خورشیدی PV که در شب خاموش هستند برای کنترل های ولتاژ و کمینه سازی برای افزایش محدودیت های انتقال توان پایدار استفاده می شود .
در طول روز ظرفیت اینورتر پس از تولید واقعی توان برای رسیدن به هدف فوق مورد استفاده قرار می گیرد .مطالعات پایداری گذرا بر روی یک سیستم قدرت با شین بی نهایت تنها با یک نقطه میانی انجام می شود که در PV-STATCOM است که با استفاده از نرم افزار EMTDC / PSCAD انجام شده است.
PV-STATCOM محدودیت انتقال پایدار را به طور قابل ملاحظه ای در شب و همچنین در روز حتی در حالی که تولید مقدار زیادی از توان واقعی را بهبود می بخشد .افزایش توان انتقال نیز در سیستم قدرت مشابه برای - i دو مزرعه خورشیدی که به عنوان PV-STATCOM عمل می کنند، و - ii یک مزرعه خورشیدی به عنوان PV-STATCOM و یک اینورتر بر اساس مزرعه باد مشابه با.STATCOM نشان می دهد. این استفاده جدید از مزرعه خورشیدی PV می تواند محدودیت های انتقال توان را بهبود بخشد که در غیر این صورت نیاز به تجهیزات اضافی گرانقیمت مانند خازن سری / شانت یا کنترل کننده های FACTS جداگانه است.
-1مقدمه
کنترل کننده های سیستم انتقال AC انعطاف پذیر - - FACTS به طور فزاینده ای در نظر گرفته می شوند تا محدودیت / ظرفیت انتقال - ATC - خطوط موجود در سطح جهانی [4] - [1] را افزایش دهند .تحقیق جدید در مورد استفاده شبانه از مزرعه خورشیدی PV - زمانی که به طور معمول خاموش است - گزارش شده است که در آن یک مزرعه خورشیدی PV به عنوان STATCOM کنترل FACTSبرای کنترل ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد، در نتیجه عملکرد سیستم بهبود می یابد و اتصال شبکه از مزارع بادگیر مجاور افزایش می یابد
یک کنترل ولتاژ جدید نیز در مزرعه خورشیدی PV ارائه شده است که به عنوان STATCOM برای بهبود ظرفیت انتقال توان عمل می کند.[7] اگر چه، مقالات [8]، [9] قابلیت کنترل ولتاژ با سیستم های PV را پیشنهاد کرده اند، ولی هیچ کدام سیستم PV را برای بهبود ظرفیت انتقال توان استفاده نکرده اند .ژنراتور توربین بادی مبدل به تازگی با توانایی های FACTS برای پاسخ در هنگام خطای مانا و خطای گذرا از طریق قابلیت های ارائه شده بهبود یافته است.
در این مقاله یک کنترل ولتاژ جدید همراه با کنترل کمکی Damping برای یک مبدل برق مزرعه خورشیدی PV متصل به شبکه پیشنهاد می شود که به عنوان STATCOM در طول شب و روز برای افزایش ثبات گذرا و در نتیجه محدودیت انتقال قدرت پیشنهاد می شود .این فن آوری استفاده از مزرعه خورشیدی PV به عنوان یک STATCOMبه نام""PV-STATCOM نامیده می شود
از کل ظرفیت اینورتر مزرعه خورشیدی در شب و ظرفیت باقی مانده اینورتر پس از تولید توان واقعی در طول روز استفاده می کند، که هر دو در عملیات مزرعه خورشیدی بی استفاده باقی می مانند. مشابه عملکرد کنترل STATCOMهمچنین می تواند در ژنراتورهای توربین بادی مبتنی بر اینورتر در سناریوهای بدون باد یا باد جزئی برای بهبود ثبات گذرا در سیستم اجرا شود .مطالعات انجام شده برای دو نوع مختلف از یک سیستم باس بی نهایت - SMIB - یک ماشین انجام می شود. یک سیستم SMIB تنها از یک مزرعه خورشیدی PVاستفاده می کند به عنوان PV-STATCOM که در نقطه مرکزی متصل شده است، در حالی که سیستم دیگر از ترکیبی از PV-STATCOMو یک PV-STATCOM یا یک ژنراتور توزیع شده مبتنی بر اینورتر - DG - با عملکرد مشابه STATCOM استفاده می کند.
مطالعات خطای سه فاز با استفاده از نرم افزار EMTDC / PSCAD گذرا الکترومغناطیسی انجام می شود و بهبود در انتقال پایدار انتقال توان برای ترکیب های مختلف کنترل کننده STATCOM در مبدل های برق خورشیدی و باد در شب و روز مورد بررسی قرار می گیرد.
در بخش دوم سیستم های مطالعه را توصیف می کند .نتایج مربوط به مطالعات خطاهای مختلف در بخش سوم ارائه شده است .اجرای کنترل های پیشنهادی مختلف در طول روز و شب، ارائه می شود .مفاهیم اجرای این تکنولوژی جدید PV-STATCOM در مقیاس بزرگ سیستم های خورشیدی در بخش چهارم شرح داده شده است، در حالی که نتیجه گیری ها در بخش پنجم ارائه شده است.
-2مدل های سیستم مورد مطالعه
نمودار تک خطی دو سیستم مود مطالعه در شکل های - a-1 - و شکل - b-1 - به ترتیب نشان داده شده است. هر دو سیستم یک سیستم باس بی نهایت ماشین - SMIB - است که در آن یک ژنراتور سنکرون 1110 - مگا ولت آمپر - تأمین توان را به باس بی نهایت در طول خط انتقال200 کیلومتر و 400کیلو ولت را ارائه می دهند. این طول خط معمولی است که توان انبوه در انتاریو را انتقال می دهد .در سیستم مطالعه 1، یک مزرعه خورشیدی 100 MW به عنوان STATCOM - PV-STATCOM - در اواسط خط انتقال متصل می شود .
در سیستم مطالعه دو ژنراتور توزیع مبتنی بر اینورتر 100 مگاوات درفاصله - 1/3 rdباس - 5 و 2/3r - - باس - 6 از طول خط از ژنراتور سنکرون تولید شده است. ژنراتور توزیع متصل در باس 6 ،PV-STATCOM است و ژنراتور توزیع - DG - دیگر در باس 5، PV-STATCOM یا یک مزرعه بادی با قابلیت STATCOM است. در این مورد، مزرعه بادی با استفاده از ژنراتور سنکرون اهنربای دائم - - PMSG بر اساس ژنراتورهای توربین بادی با مبدل تمام پل AC-DC-AC است.
قابل درک است که هر دو ژنراتور توزیع خورشیدی و بادی ، از چندین اینورتر استفاده می کنند . با این حال، برای این تجزیه و تحلیل، هر DG در نظر گرفته شده دارای یک اینورتر واحد معادل با برابر اندازه کلی از DG است. ژنراتور بادی توزیع و ژنراتور خورشیدی توزیع در یک رنج در نظر گرفته شده است و از این رو می توان جای آنها را عوض کرد. شکل1نمودارهای مختلف زیرسیستم های مختلف دو DG معادل را نشان می دهد .تمام پارامترهای سیستم در [1] داده می شود.
شکل :1 نمودارهای مختلف زیرسیستم های مختلف دو DG معادل
ژنراتور سنکرون با مدل جزئیات نوع ششم و DC1A در منبع[1] وجود دارد. بخش های انتقالTL1 ، TL2، TL11، TL12و TL22نشان داده شده در شکل 1 توسط مدارهای lumped pi-circuit نشان داده شده اند. ژنراتور توزیع خورشیدی، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، به عنوان یک منبع مبدل ولتاژ مشابه با کنترل منبع جریان به عنوان منبع DC که به دنبال ویژگی های I-Vپنل های فوتوولتاییک [11] ، مدل می شودDG .[11] باد همچنین به عنوان یک مبدل ولتاژ مشابه مدل شده است.
در DG خورشیدی، توان DC توسط پنل های خورشیدی تامین می شود، در حالی که درDG بادی مبدل کامل ، توان DC خارج از یک یکسو کننده AC-DC کنترل شده متصل به توربین های بادیPMSG ، به عنوان "یکسو کننده توربین ژنراتور بادی" تامین می شود. توان DC تولید شده توسط هر DG به باس DC به اینورتر بستگی دارد، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است.
