بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله مدل مداري IPFC پیشنهاد میشود. مقایسهي توانهاي اکتیو و راکتیو خطوط انتقال با و بدون حضور IPFC ارائه میدهد همچنین نتایج حاصل با حضور SSSC مقایسه میکند . شبیهسازي پیکربندي حلقه باز و حلقه بسته IPFC و خطوط انتقال با استفاده از ابزار SIM POWER SYSTEMS در محیط MATLAB انجام شده است. لینک DC در کنترلکنندهي IPFC انتقال توان اکتیو را در خطوط انتقال تسهیل میبخشد همچنین هر اینورتر به طور مستقل توان راکتیو جبرانساز را تأمین میکند.
.1 مقدمه
توسعه ي نسل جدید ادوات FACTS مجهز به مبدل منبع ولتاژ - Voltage Source Converters- VSC - ویژگیهاي منحصر به فردي از جمله کنترل انعطافپذیر پخش توان، پایداري گذرا و میرایی نوسانات سیستم قدرت را بهبود میبخشد. جبرانساز استاتیک - Static Compensator- STATCOM - ، جبرانساز سري سنکرون استاتیک - Series Synchronous Static Compensator- - SSSC، کنترلکننده یکپارچه پخش توان - Unified Power Flow Controller - UPFC - ، و کنترلکننده پخش توان بین خطوط - Interline Power Flow Controller- IPFC - ، نیز عناصري از جبرانسازها و کنترلکنندههاي مبتنی بر VSC هستند. UPFC پخش توان اکتیو و راکتیو خطوط انتقال را به طور مستقل کنترل میکند که از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نمیباشد. در حالی که کنترلکننده IPFC جبرانسازي چندین خطوط انتقال را فراهم میسازد
کنترلکننده IPFC یکی از جدیدترین ادوات FACTS میباشد که جهت کنترل پخش توان خطوط انتقال چندگانه استفاده میشود. IPFC را میتوان توسعه یافته ي SSSC دانست هر مبدل در IPFC قادر است توان اکتیو را به دیگري منتقل کند و از این رو، انتقال توان اکتیو در میان خطوط همزمان با جبرانسازي سري توان راکتیو در هر خط به طور مستقل امکانپذیر است. IPFC با هدف تعادل پخش توان اکتیو و راکتیو خطوط انتقال چندگانه و انتقال توان از خطوط اضافه بار به کم بار توسعه یابد.
دومین هدف استفاده از IPFC جبرانسازي افت ولتاژ و توان راکتیو خط و به موجب آن افزایش تأثیر جبرانسازي سیستم در برابر اغتشاشات دینامیکی میباشد. هوشی و همکاران در [10] جبرانساز خط به خط نسل جدیدي از ادوات FACTS را طراحی کردند. در [11] مدلهایی مبتنی بر ادوات FACTS جهت محاسبه جریان بار در سیستم سه فاز با استفاده از روش نیوتن رافسون ارائه شده است. در پژوهش حاضر، مدل مداري براي سیستم 4 باسه با حضور IPFC و دو ترانسفورماتور کوپلینگ سري پیشنهاد شده است.
.2 کنترلکننده پخش توان بین خطوط
مطابق شکل 1، IPFC از اتصال دو VSC پدید میآید که به طور مشترك با یک خازن DC تغذیه میشود. IPFC مشابه مبدل توان ac-ac ایدهآل عمل میکند به گونهاي که توان مستقیم بین ترمینالهاي ac هر دو مبدل منتقل میشود. قابل ذکر است که هر کدام از مبدلها به طور مستقل توان راکتیو را در پایانههاي خروجی ac خودشان تولید یا جذب مینمایند.
شکل :1 ساختار IPFC
.3 کنترلکننده پخش توان بین خطوط تعمیم یافته
ساختار اولیهي IPFC پاسخگوي نیازهاي سیستم خطوط انتقال چندگانه نمیباشد از آنجا که انتظار میرود مجموع توان اکتیو مبادله شده بین خطوط انتقال با استفاده از مدل مداري پایه صفر شود در حالی که IPFC قادر به فراهم نمودن شرط مذکور نمیباشد. این اضطرار منجر به تعمیم پیکربندي IPFC میشود همان طور که در شکل 2 مشاهده میشود این ساختار با حضور یک اینورتر موازي متصل شده به چندین اینورتر سري توسعه مییابد. با استفاده از مدار تعمیم یافته مذکور اینورتر موازي اختلاف توان شبکه در ترمینال ac تأمین یا جذب مینماید و در نهایت به مبادلهي توان با سیستم ac میپردازد. پیکربندي نام برده از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه میباشد از آنجا که اینورتر موازي، ماکزیمم اختلاف توان اکتیو مجاز کل سیستم را دارا میباشد. همچنین این ساختار میتواند جبرانسازي توان راکتیو را تسهیل نماید.
شکل :2 ساختار IPFC تعمیم یافته جهت مدیریت انتقال توان
.4 شبیهسازي IPFC
سیستم تک فازي به منظور شبیهسازي در نظر گرفته و دو خط، یکی به عنوان خط اولیه و دیگري به عنوان خط ثانویه مدلسازي شده است. در این شبیه سازي بار جهت مدلسازي خط داراي اضافه بار و در مقایسه با خط اولیه انتخاب میشود. خطوط اولیه و ثانویه به منابع ولتاژ با دامنهي یکسان 110 kV و زاویه فاز به ترتیب 150 و 300 متصل میشود.
-1-4 شبیهسازي دو خط انتقال بدون حضور کنترلکننده IPFC
مطابق شکل 3 مدل دو خط انتقال اولیه و ثانویه بدون حضور کنترلکننده IPFC در نرمافزار MATLAB مدل شده است.
شکل :3 شبیهسازي مدل خطوط انتقال اولیه و ثانویه بدون حضور IPFC در MATLAB
-2-4 شبیهسازي دو خط انتقال با حضور دو جبرانساز SSSC به طور مجزا
همانگونه که قبلاً ذکر شده است IPFC را میتوان توسعه یافته ي SSSC دانست، مدل سیستم 4 باسه با دو خط انتقال با حضور دو SSSC به طور مجزا در هر خط ارائه شده است به طوري که هیچ نوع اتصال داخلی بین SSSCها وجود ندارد. توانهاي اکتیو و راکتیو ارزیابی و مشاهده میشود که نتایج حاصل از شبیهسازي در مقایسه با سیستم بدون حضور کنترلکننده IPFC یا جبرانساز SSSC بهبود مییابد. مداري با حضور دو جبرانساز SSSC مدل شده در نرمافزار MATLAB در شکل 4 آورده شده است.
شکل :4 شبیهسازي مدل خطوط انتقال اولیه و ثانویه با حضور دو جبرانساز SSSC به طور مجزا در نرمافزار MATLAB
