بررسی و شبیه سازی اثر TCSC و UPFC برمشخصه قطع رله های دیستانس – برق

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:187
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

بررسی و شبیه سازی اثر TCSC و UPFC برمشخصه قطع رله های دیستانس – برق

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

۱ چکیده
۲ مقدمه
فصل اول: رله های دیستانس و الگوریتم های حفاظتی دیجیتال ۴
۱-۱- مقدمه ۵
۱-۲- اصول کار رله های دیستانس ۵
۱-۳- انواع مشخصه های رله دیستانس ۶
۱-۳-۱- رله امپدانسی ۸
۱-۳-۲- رله جهتی ۸
۱-۳-۳- رله مهو ۹
۱-۳-۴- رله مهو کاملا قطبی شده ۱۰
۱-۳-۵- رله راکتانسی ۱۱
۱-۳-۶- رله با مشخصه لنزی ۱۱
۱-۳-۷- رله با مشخصه چند ضلعی ۱۲
۱-۳-۸- رله با مشخصه ترکیبی ۱۳
۱-۴- ساختار داخلی رله های دیجیتال پیشرفته ۱۳
۱-۴-۱- بخش های اصلی رله ریزپردازنده ۱۴
۱-۴-۲- ورودی های آنالوگ ۱۵
۱-۴-۳- الگوریتم فیلتر دیجیتال ۱۶
۱-۵- عملکرد برخی الگوریتم ها در مواجه با مؤلفه dc میرا شونده ۱۸
۱-۵-۱- الگوریتم های گروه اول ۱۸
۱-۵-۱-۱- الگوریتم فوریه گسسته (DFT) 18
۱-۵-۱-۲- الگوریتم های کسینوسی و سینوسی ۲۲
۱-۵-۲- الگوریتم های گروه دوم ۲۳
۱-۵-۲-۱- الگوریتم حداقل مربعات خطا (LES) 23
۱-۵-۲-۲- فیلتر کالمن ۲۵
۱-۵-۳- الگوریتم های فیلتر میمیک ۲۶
۱-۵-۴- الگوریتم فوریه گسسته هوشمند(SDFT) 28
۱-۵-۵- الگوریتمی بر اساس الگوریتم فوریه گسسته هوشمند غیر فازوری ۲۸
۱-۵-۶- الگوریتمی بر اساس تلفیق روش پرونی و فیلتر سینوسی ۲۹
فصل دوم: معرفی جبران ساز سری کنترل شده با تریستور(TCSC) و کنترل کننده یکپارچه عبور توان(UPFC)ص ۳۰
۲-۱- خازن سری کنترل شده با تریستور(TCSC) 31
۲-۱-۱- کاربردهای TCSC در سیستم قدرت ۳۷
۲-۱-۲- ارزیابی مزایای TCSC 38
۲-۱-۳- معایب TCSC 38
۲-۱-۴- عملکردTCSC به عنوان محدود کننده جریان اتصال کوتاه ۳۹
۲-۱-۵- بررسی کنترل TCSC 39
۲-۱-۶- انواع کنترل کننده های صنعتی ۴۰
۲-۱-۶-۱- کنترل کننده تناسبی(P)ص ۴۰
۲-۱-۶-۲- کنترل کننده تناسبی – انتگرالی(PI)ص ۴۰
۲-۱-۶-۳- کنترل کننده تناسبی – مشتقی (PD)ص ۴۱
۲-۱-۶-۴- کنترل کننده تناسبی – مشتقی – انتگرالی (PID)ص ۴۱
۲-۲- کنترل کننده یکپارچه عبور توان(UPFC)ص ۴۱
۲-۲-۱- اصول اساسی عملکرد ۴۲
۲-۲-۲- قابلیت های کنترل انتقال متداول ۴۳
فصل سوم: شبیه سازی و بررسی تاثیر TCSC بر عملکرد رله های دیستانس ۵۱
۳-۱- مقدمه ۵۲
۳-۲- امپدانس اندازه گیری شده توسط رله دیستانس در غیاب عناصر FACTSص ۵۲
۳-۳- امپدانس اندازه گیری شده توسط رله دیستانس در حضور TCSCص ۵۴
۳-۴- TCSC ومدل سیستم انتقال ۵۵
۳-۵- مدل کنترل TCSCص ۵۷
۳-۶- تاثیر TCSC بر مشخصه قطع رله دیستانس ۵۷
۳-۶-۱- TCSC در ابتدای خط ۵۷
۳-۶-۲- TCSC در وسط خط ۶۰
۳-۶-۳- TCSC در انتهای خط ۶۵
فصل چهارم: شبیه سازی و بررسی تاثیر UPFC بر عملکرد رله های دیستانس ۶۹
۴-۱- UPFC ومدل سیستم انتقال ۷۰
۴-۲- مدل کنترل UPFCص ۷۲
۴-۳- آنالیز ومحاسبه امپدانس ظاهری ۷۶
۴-۴- مدل کردن رله دیستانس ۷۸
۴-۵- تاثیر STATCOM بررله دیستانس ۷۸
۴-۵-۱- تاثیرموقعیت خطا برعملکرد رله دیستانس ۷۹
۴-۵-۲- تاثیرظرفیت منابع دوسرخط انتقال بر عملکرد رله دیستانس ۸۲
۴-۵-۳- تاثیرتنظیم STATCOM بر عملکرد رله دیستانس ۸۳
۴-۵-۴- تاثیرخطای فاز به فاز بر عملکرد رله دیستانس ۸۶
۴-۶- UPFC وتاثیرآن بر رله دیستانس ۸۸
۴-۶-۱- تاثیر خطای فاز با زمین درحضورUPFCص ۸۹
۴-۶-۲- تاثیر خطای فاز با فاز بر رله دیستانس ۹۱
۴-۶-۳- تاثیرکنترل دامنه و زاویه ولتاژ SSSC برعملکرد رله دیستانس ۹۲
۴-۷- مقایسه تاثیرانواع سیستم کنترل بر عملکرد رله دیستانس ۹۷
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات ۱۰۵
۵-۱- نتیجه گیری ۱۰۶
۵-۲- پیشنهادات ۱۰۸
مراجع ۱۱۰
چکیده انگلیسی ۱۱۵

چکیده:
در سالهای اخیر به منظور بالا بردن ظرفیت انتقال توان و افزایش سطح پایـداری شـبکه موجـب شـده تـا استفاده از عناصرFACTS در سیسـتم قـدرت افـزایش یابـد. حفاظـت سیسـتم کـه یکـی از مهمتـرینقسمتهای عملکرد سیستم قدرت می باشد به طور موثری از این ادوات تاثیر مـی پـذیرد، از اینـرو مطالعـهآنها ضرروری به نظر می رسد. از میان رله های حفاظتی مورد استفاده در شبکه رلـه دیسـتانس بیشـترینعملکرد نامطلوب را دارد، به طوری که امپدانس اندازه گیری شده بـا حضـور عناصـرFACTS دسـتخوشتاثیرات نامطلوب و شدیدتری قرار می گیرد . امپدانس اندازه گیری شده در محل رله تاثیر زیادی از شرایطسیستم قدرت، شامل عملکرد و شـرایط سـاختاری آن دارد بنـابراین ادواتFACTS تـاثیر زیـادی رویدینامیک سیستم قدرت خواهند داشت. در این مطالعه ما به بررسی وشبیه سازی خازن سری کنترل شدهبا تریستور (TCSC) و کنترل کننده یکپارچه عبور توان(UPFC) پرداخته و سپس اثـر ایـن ادوات را بـرامپدانس اندازه گیری شده و مشخصه قطع رله دیستانس نشان خواهیم داد. همچنین در این بررسی نشاندادیم که علاوه بر متأ ثر شدن امپدانس دیده شده از طرف رله به خـاطر تغییـرات سیسـتم قـدرت ، نـوعسیستم کنترل و تنظیم پارامترهای این ادوات و همچنین محل نصب آنها تاثیرات متفـاوت وپیچیـده ای بر امپدانس دیده شده از طرف رله خواهند گذاشت. لذا ضرورت دارد که جهـت عملکـرد صـحیح حفاظـتدیستانس ، رله متناسب با نوع جبران ساز نصب شده در شبکه و همچنین متناسب با نوع سیستم کنترلیکه با آن کار می کند تنظیم شود تا بهترین عملکرد را داشته باشد.
از اینرو جهت بررسی اثرTCSC بر حفاظت دیستانس خطوط انتقال انـرژی و همچنـین تـاثیر امپـدانسدیده شده از طرف رله به علت حضور و نوع سیستم کنترلی کهUPFC با آن کار می کند ، از نـرم افـزارPSCAD/EMTDC برای مدل کردن این جبران سازها در یک خط انتقال kv230 استفاده شده است.
مقدمه
رشد صعودی مصرف و افزایش میزان درخواست بار از سمت مصرف کننده در چند دهه اخیر موجب شدهاست تا سیستمهای انتقال انرژی با مشکل محدودیت انتقال توان مواجه شوند. این محدودیت ها عمـلاً بـهخاطر حفظ پایداری و حفظ دامنه ولتاژ شبکه در سطح مجـاز آن بـه وجـود مـی آینـد. بنـابراین درعمـلظرفیت بهره برداری خطوط انتقال نسبت به ظرفیت واقعی یا حرارتی آنها کمتر مـی باشـد. عـلاوه بـراینمشکل دیگری که درانتقال توان سیستمهای بهم پیوسته وجود دارد عبور تـوان از مسـیرهای نـا خواسـتهاست که موجب افزایش غیر مجاز و عدم بهره برداری بهینه ازسیستم خواهد شد.
همواره بدیهی بوده است که انتقال توانac در خطوط طولانی در درجه اول با امپدانس راکتیو سری خطمحدود می شود. از اینرو در چندین دهه اخیر از جبران ساز خازنی سری برای حذف بخشـی از امپـدانسراکتیو خط و کاهش آن و در نتیجه افزایش توان قابل انتقال استفاده کردند. تـا اینکـه بـا پیشـرفت اخیـرصنعت الکترونیک قدرت در طراحی کلیدهای نیمه هادی با قابلیت کلیدزنی کنترل شده و استفاده از آن ،در سطح توان و ولتاژ سیستم قدرت ، شبکه های انتقال انرژی را بسیار کارآمدتر و مـوثرتر از قبـل نمـودهاست.
یکی از فناوریهای حاصل از این پیشرفت در جبران و کاهش امپدانس سری خطوط انتقال که در اینجا بـه آن پرداخته شده ، خازن سری کنترل شده با تریستور(TCSC)است. این نوع جبران ساز نسبت به خـازنسری دارای قابلیت بیشتری در بهره برداری کامل از تاسیسـات انتقـال ، از طریـق کنتـرل عبـور تـوان درخطوط و جلوگیری از سیلان های حلقوی می باشد. همچنـین بـه دلیـل برخـورداری از کنتـرل سـریع ، قابلیت خوبی در بهبود حاشیه پایداری و اغتشاشات شبکه را دارا می باشد. کنترل کننـده یکپارچـه عبـورتوان(UPFC) نتیجه آخرین پیشرفت ها در زمینه ادوات جبران ساز قابل کنترل در عصر حاضر می باشد.
این نوع جبران ساز بر خلافTCSC قابلیت کنترل تمامی پارامترهای موثر بر عبور توان(امپدانس، دامنـهو زاویه ولتاژ) را دارا می باشد. این ادوات جبران ساز علاوه بر مزایای فراوان شان ، باعث مشکلاتی نیز مـیشوند که هدف این پروژه تمرکز بر تاثیر گذاری این ادوات بر حفاظت دیستانس خطوط انتقال می باشد. از اینرو:
مبحث نخست را با معرفی انواع رله های دیستانس و الگوریتم های حفاظتی دیجیتال آغاز می کنیم.
مبحث دوم را به معرفی و نحوه کار خازن سری کنترل شده با تریستور(TCSC) و کنترل کننده یکپارچهعبور توان(UPFC)اختصاص می دهیم.
مبحث سوم به تاثیر TCSC شبیه سازی شده بر امپدانس دیده شده از طرف رله دیستانس می پردازد.
مبحث چهارم را به شبیه سازیUPFC در سه مد کنترل جبران سازی زاویه ای ، جبران سازی دامنـه وجبران سازی امپدانسی اختصاص داده و تاثیر هر کدام بر امپدانس دیده شده از طرف رله دیسـتانس را بـاهم مقایسه می کنیم.
و در نهایت در مبحث پنجم نتیجه گیری و راه حلهای ممکن پیشنهاد خواهد شد.

نتیجه گیری
در این پایان نامه تاثیر استفاده ازTCSC وUPFC درخطوط انتقال بر عملکرد رله های دیستانس مـوردتحلیل و بررسی قرار گرفته است. در فصل اول مقدمه ای بر انواع رله هـای دیسـتانس مـورد اسـتفاده درشبکه و نحوه عملکرد آنها را بیان کردیم و سپس در همین فصل ضمن بررسی ساختار داخلی و نحوه کـاررله های دیجیتال به معرفی چند الگوریتم فیلتر دیجیتـال بـرای محاسـبه مولفـه اصـلی ولتـاژ و جریـانپرداخته و سپس چند الگوریتم برای بهبود الگوریتم های فوق جهت تعیین مولفه فرکانس اصـلی معرفـیکردیم. در این بخش دیده شد که:
۱- الگوریتم کسینوسی عملکرد بسیار مطلوب در حذف مولفهdc میرا شونده دارد ولـی در عـوض مولفـههای فرکانس بالا را تقویت می کند.
۲- الگوریتم حداقل مربعات خطا (LES)الگوریتم بسیار مناسبی در حذف مولفهdc میرا شونده می باشداما حجم محاسبات آن زیاد است.
۳- بکارگیری فیلتر های میمیک را نیز می توان روشی مناسب جهت تضعیف مولفـهdc دانسـت و چـونهمراه با فیلترهای فوریه ، کسینوسی و سینوسی مورد استفاده قـرار مـی گیـرد، جنبـه مفیـد دیگـری ازفیلترهای مذکور را نیز آشکار می کند که همان امکان تلفیق با م دارات میمیک و بهبود حـذف مولفـهdc می باشد.
۴- فیلترSDFT و بخصوصSDFT غیرفازوری روشی کارآمد جهت حذف مولفهdc میـرا شـونده مـیباشد.
۵- روش پرونی روشی مناسب جهت حذف مولفهdc و مولفه فرکانس رزونانسی میرا شونده ناشی از وقوعخطا در شبکه می باشد.
درفصل دوم جبران کننده هایTCSC وUPFC را مطرح نموده و دیاگرام های تک خطی آنها را نشاندادیم، هم چنین نوع و موارد کاربرد و مزایای هر یک از این جبران کننده ها را بیان کـردیم و دیـدیم کـهجبران کننده های پیشرفته مزایای بسیاری نسبت به جبران کننده های کلاسیک دارا می باشـند. در ایـنبخش در موردTCSC به روابط ریاضی حاکم بر آن پرداخته و سپس منحنی های حاصل از شـبیه سـازیرا در مدهای مختلف کاری نشان دادیم. در موردUPFC ضمن بیان روابط ریاضی حاکم بر آن ، قابلیـتهای مختلف عملکردی را با شکل های نشان داده شده بیـان کـردیم. سـپس جهـت نشـان دادن درسـتیعملکردUPFC شبیه سازی شده، تغییرات توان اکتیو و راکتیو در خط را بـه واسـطه تغییـر زاویـهβ بـا مقاله ۳۹[]مقایسه کردیم.
در فصل سوم در ابتدا روابط ریاضی مربـوط بـه امپـدانس دیـده شـده توسـط رلـه دیسـتانس را بـه ازایخطاهایی که در نقاط مختلف نسبت به مکانTCSC رخ می دهد را بیان کردیم. سـپس بـه بررسـی اثـرTCSC شبیه سازی شده بر رله های دیستانس به ازای نصبTCSC در سه نقطه مختلف خط انتقال که عبارتند از : ابتدای خط، وسط خط و انتهای خط پرداختیم. در این بررسی دیـده مـی شـود کـه امپـدانساندازه گیری شده در محل رله تاثیر زیادی از شرایط سیستم قدرت، شـامل شـرایط عملکـرد و سـاختاریشبکه دارد . به عبارت دیگر ادواتFACTS تاثیر زیادی روی دینامیک سیستم قدرت دارند. در این بخشابتدا امپدانس دیده شده را بدونTCSC نشان دادیم و سپس تـاثیر تنظیمـات پارامترهـا و محـل نصـبTCSC را مورد مطالعه قرار دادیم. بر طبق نتایج مشخص شد که مشخصه رلـه هـای دیسـتانس مرسـوم،همچون مهو برای این موارد مناسب نیست.
تغییرات سیستم قدرت خود در مشخصه قطع تاثیر می گذارد. ترکیب تغییرات در شرایط سیستم قـدرت،کنترل پارامترهایTCSC و محل نصب آن یک تاثیر پیچیده ای روی امپدانس اندازه گیری در محل رلـهو مشخصه قطـع آن دارد. بنـابراین وقتـیTCSC روی خـط انتقـال نصـب مـی شـود، تطبیـق حفاظـتدیستانس برای غلبه کردن بر مشکلات بیان شده واجب است.
در فصل چهارم روابط ریاضی مربوط بـه امپـدانس دیـده شـده توسـط رلـه دیسـتانس را بـه ازای حضـورUPFC در خط انتقال بیان کردیم. سپس به معرفی مشخصاتUPFC شبیه سازی شده شبه ۴۸پالسه پرداخته و در ادامه اثرSTATCOM بر مشخصه قطع رله دیستانس را مورد بررسـی قـرار داده و سـپسجهت درستی نتایج حاصل از شبیه سازی آن را با مقاله[۳۵]مقایسه کردیم.
در این بررسی دیده می شود که به ازای تزریق توان راکتیو به شبکه جهـت حفـظ ولتـاژ در هنگـام وقـوعخطا، امپدانس دیده شده توسط رله دیستانس افزایش و در نتیجه خطای فرورسی در سیستم حفاظتی رخمی دهد . و بالعکس زمانی کهSTATCOM از شبکه توان راکتیو جذب می کنـد، امپـدانس دیـده شـدهتوسط رله کاهش و در نتیجه خطای فرارسی در سیستم حفاظتی به وقوع می پیوندد.
در ادامه به بررسی تاثیرUPFC کامل بر رله دیستانس پرداختیم و تاثیر آن را بر عملکرد رله دیسـتانسبا منحنی های بدست آمده نشان داده و جهت درستی کار آن را بـا مقالـه[۳۵] مقایسـه کـردیم و دیـدیمتاثیری کهUPFC بر امپدانس اندازه گیری شده در محل رله می گذارد بسیار شـدیدتر از تـاثیری اسـتکهSTATCOM بر آن می گذارد. و سپس بیان کردیم کهUPFC بر اساس اندازه زاویه و دامنـه ولتـاژتزریقی سری دارای تاثیر متفاوت بر امپدانس دیده شده توسط رله خواهد بود. در نهایت مـدهای کنترلـی مختلف بر عملکرد رله دیستانس را مورد بررسی قرار دادیم. کار متفاوتی که در این پایان نامـه نسـبت بـهمقاله ۳۵[]انجام شده این است که در اینجا ما به بررسی جداگانه تاثیر مدهای مختلف کنترلـی در جبـرانسازی مستقل هر یک از پارامترهای موثر بر انتقال عبور توان که عبارتند از: زاویـه بـار، امپـدانس خـط ودامنه ولتاژ پرداختیم و مشاهده کردیم کهUPFC بـر اسـاس نـوع سیسـتم کنتـرل تـاثیر متفـاوتی بـرمشخصه قطع رله دیستانس دارد. از اینرو رله دیستانس را باید متناسب با نوع سیستم جبرانسازی سیستمقدرت تنظیم کرد تا بهترین عملکرد را داشته باشد.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط