پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
دانلود مقاله بازیاب دینامیکی ولتاژ(DVR)مبتنی بر وضعیت بار
چکیده:
نگهدارنده (بازیاب) دینامیکی ولتاژ (DVR) می تواند بهترین راه حل اقتصادی و فنی در مقابل رفع افت ولتاژ sag،بوسیله تزریق ولتاژ به شکل توان ایجاد کند.عملکرد این وسیله عمدتا تحت تاثیر ماکزیمم بار قرار می گیرد ودر نتیجه ضریب توان و ماکزیمم افت ولتاژراجبران می کند.این مقاله وابسته بودن منبع ذخیره انرژی DC و بار نصب شده را بیان می کند.مدار قدرت DVRارائه شده بسیار با صرفه می باشد.
واژگان کلیدی: ظرفیت خازن،انرژی ذخیره شده DC ، DVR،افت ولتاژ sag
- مقدمه:
نگهداشتن ولتاژ تقریبا” سینوسی در فرکانس 50/60هرتز را کیفیت توان می گویند.افت ولتاژ sagدر زمان کوتاهی بوجود می آید و برای بررسی آن بایستی به اندازه و زمان آن توجه کرد.مدت زمان آن بین 5 سیکل تا یک دقیقه می باشد.برای جلوگیری از وقفه حاصل از افت ولتاژsagدربارهای حساس، در طرف منبع ابزارهای custom power بطور سری استفاده می شود. SSSC[1]وDVR [2] دوتا ازابزارهایی هستند که در حال حاضر بطور سری برای افت ولتاژ sagاستفاده می شوند.اصول کار و عملکرد این دو متفاوت است.بطوریکه SSSCیک ولتاژ متعادل را در حالت سری تزریق می کند اما DVR ولتاژ نامتعادل را در فازهای مختلف تزریق وجبران می کند.DVR توان اکتیو خود را از منبع ذخیره انرژی DC تامین کرده ودرنتیجه توان راکتیو تولیدی اش را به سیستم تزریق می کند. DVR هم در طرف توزیع و هم در خط انتقال افت ولتاژ را جبران می کند. DVR در شرایط نرمال(بدون افت ولتاژ sag)در مدstand by،بدون تلفات کار می کند]1[.در این شرایط می گوییم DVRدر حالت ماندگار(steady state) است وهنگامی که اختلالی در شبکه پیش می آید(شرایط غیر نرمال)و ولتاژ منبع از مقدار نرمال تغییر می کند،DVRبطور سری بین بار و منبع وصل می شود]2[.DVR اساسا” تامین کننده اختلاف ولتاژsag(اختلاف بین ولتاژ قبل از افت و بعد از افت) در خط انتقال ونگه داشتن مقدار نرمال ولتاژدر طرف بار می باشد]3[.
از DVR در شبکه توزیع Low Voltage و Medium Voltage برای حفاظت بارهای حساس از افت ولتاژ ناگهانی Sag استفاده می شود]4.[برای تغییر دامنه و زاویه فاز در تزریق ولتاژ از [3]PWM استفاده شده است.بنابراین DVR اجازه کنترل توان اکتیو و راکتیو رد و بدل شده بین سیستم توزیع و بار را بوجود می آورد ]5[. برای جبران صحیح ولتاژ Sag، نیازمند یک درایو مناسب و طراحی کنترل کننده سریع برای عمل سوئچینگ اینورتر می باشد. بطور کلی نیازمند طرح کنترلی هستیم که در زمان جبران افت ولتاژ توسط DVR، یک شکل موج AC با مینیمم[4]THD و بهترین پاسخ دینامیکی در برابر اعوجاج منبع و بار همراه باشد ]6[.
در قسمت دوم درباره بکار گذاشتن استراتژی کنترل کننده PI برای سوئیچینگ اینورترDVR بحث می شود. در قسمت سوم، مدل شبیه سازی شده در سمیولینک مطلب ارائه می شود. در قسمت چهارم، نتایج شبیه سازی با شرایط بار متفاوت بحث و ارائه شده است. نهایتا عملکرد منبع ذخیره ولتاژ DC با توجه به شرایط بارهای مختلف در قسمت پنج مطرح شده است.
شکل(1)
2-ساختار کنترلر
ساختار اساسی یک DVR که از 6 قسمت تشکیل شده است، در شکل (1) نشان داده شده است.
- واحد ذخیره ا نرژی: کار این واحد ذخیره انرژی DC می باشد.از چرخ طیارها، باطریها، انباره انرژی ذخیره شده مغناطیسی ابر رساناها و ابر خازنها میتوان بعنوان ابزارهای ذخیره انرژی استفاده کرد.این واحد توان اکتیو مورد نیاز DVR را در زمان جبران سازی تامین می کند]3[.
- خازن: در DVR از یک خازن DC بزرگ، برای اطمینان از داشتن ولتاژ DC قوی ورودی به اینورتر استفاده می شود.
- اینورتر: سیستم اینورتر استفاده شده انرژی ذخیره شده DC را به حا لت AC تبدیل می کند اینورتر منبع ولتاژVSI))[5] که ولتاژ پایین و جریان بالامی باشد، بوسیله ترانسفورماتور افزاینده، ولتاژ باررا جبران می کنند ]3[.
- فیلتر غیر فعال: برای تغییر شکل موج PWM به یک شکل موج سینوسی از فیلتر استفاده شده است. برای رسیدن به این هدف بایستی هارمونیک های ناخواسته قسمت های تولیدی VSI را از بین ببرد. می توانیم اعوجاج هارمونیکی حاصل از DVR را بواسطه این فیلترها ، برروی ولتاژ خروجی جبران شده از بین برد.
- سوئیچ By Pass: از این سوئیچ برای حفاظت اینورتر از جریانهای بالا در شرایط خطا استفاده شده است. در زمان وقوع یک خطا یا اتصال کوتاه در قسمت پایین دست، DVR وضعیت این کلید را تغییر می دهد ، تا اینورتر در قبال جریانهای زیاد عبوری از میان سوئیچ های نیمه هادی محافظت شود.در دسته ای از اینورترهای DVR، عامل محدود کننده ای برای دریافت جریان بار نامی در سیم پیچ اولیه و ثانویه در ترانسفورماتور سری گفته شده وجود دارد.برای جریانهای بالاتر خط کلید بای پاس حفاظت وسایل الکترونیک قدرت را بر عهده دارد.
- ترانسفورماتور تزریق ولتاژ: در یک سیستم سه فاز، یکی از دو حالت زیر برای تزریق ولتاژ مورد نیاز مطرح می شود. حالت اول سه ترانسفورماتور تک فاز وحالت دوم یک ترانس سه فاز ]8[.
افت ولتاژ Sag در ترمینال بار، بوسیله یک اتصال کوتاه سه فازایجاد شده است که آن در شکل (3) نشان داده شده است. ولتاژ بار اندازه گیری می شود و از میان Sequence Analyzer عبور میکند. دامنه ولتاژ اندازه گیری شده با ولتاژ مرجع (Vref) مقایسه می شود.PWM با تکنیک کنترل آن به سوئیچ های اینورتر اعمال می شود و در نهایت در ترمینال بار یک ولتاژ سینوسی با فرکانس 50HZ تولید می شود. فرکانس چاپینگ در رنج کم کیلوهرتز می باشد. IGBT های اینورتر بوسیله کنترل کننده PI کنترل می شود و در این روش ولتاژ ترمینال بار در مقدار یک پریونیت نگه داشته می شود.
کنترل کننده [6]PIکه در شکل (2) نشان داده شده بعنوان ابزار مهم یک کارخانه می باشد که کنترل آنها بر اساس مقدار خطای (اختلاف بین ورودی واقعی اندازه گیری شده و مقدار تنظیم شده) خروجی و انتگرال مقادیر آن می باشد. مزیت کنترل کننده Proportional Puls Integral این است که قسمت انتگرال گیرش،به ازای ورودی پله باعث به صفر رسیدن خطا می شود. ورودی کنترل کننده PI اختلاف بین Vref و Vin و خروجی بلوک کنترل کننده زاویه δ می باشد که به زاویه پیش فاز یا پس فاز سه فاز اضافه می شود. خروجی خطا بصورت زیر است:
Vref –Vin (1) Vref =1 pu Vin : ولتاژ ترمینال بار بر حسب پریونیت
خروجی کنترل کننده وقتی که با سیگنال تولید شده PWM مقایسه شد مراحل آتش کلیدهای قدرت را بطور مطلوب انجام می دهد.
[1] Static Synchronous Series Compensator-
[3]– Pulse Width Modulation
[4] Total Harmonic Distortion-
[5] – Voltage Source Inverter
[6]– Proportional-Integral
Dynamic Voltage Restorer Based on Load
Condition
H.P. Tiwari, Sunil Kumar Gupta
Abstract—Dynamic voltage restorers (DVR) can provide the
most commercial solution to mitigation voltage sag by injecting
voltage as well as power into the system. The mitigation
capability of these devices is mainly influenced by the
maximum load; power factor and maximum voltage dip to be
compensated. Maximum load on a feeder is an important task
for DVR system operation and appropriate desired voltage sag
compensation. This paper is intended to assimilate the amount
of DC energy storage depends on the installed load. It is
available in a convenient manner for DVR power circuit.
Index Terms—Capacitor Rating, DC Energy Storage,
Dynamic Voltage Restorer, Voltage Sag.
این فایل ورد (word) ترجمه در 13 صفحه و فایل اصلی لاتین pdf مقاله در 7 صفحه به خدمتتون ارائه میشود.