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

1 چكيده
2 مقدمه
فصل اول: رله هاي ديستانس و الگوريتم هاي حفاظتي ديجيتال 4
1-1- مقدمه 5
1-2- اصول كار رله هاي ديستانس 5
1-3- انواع مشخصه هاي رله ديستانس 6
1-3-1- رله امپدانسي 8
1-3-2- رله جهتي 8
1-3-3- رلة مهو 9
1-3-4- رلة مهو كاملا قطبي شده 10
1-3-5- رله راكتانسي 11
1-3-6- رله با مشخصه لنزي 11
1-3-7- رله با مشخصه چند ضلعي 12
1-3-8- رله با مشخصه تركيبي 13
1-4- ساختار داخلي رله هاي ديجيتال پيشرفته 13
1-4-1- بخش هاي اصلي رله ريزپردازنده 14
1-4-2- ورودي هاي آنالوگ 15
1-4-3- الگوريتم فيلتر ديجيتال 16
1-5- عملكرد برخي الگوريتم ها در مواجه با مؤلفه dc ميرا شونده 18
1-5-1- الگوريتم هاي گروه اول 18
1-5-1-1- الگوريتم فوريه گسسته (DFT) 18
1-5-1-2- الگوريتم هاي كسينوسي و سينوسي 22
1-5-2- الگوريتم هاي گروه دوم 23
1-5-2-1- الگوريتم حداقل مربعات خطا (LES) 23
1-5-2-2- فيلتر كالمن 25
1-5-3- الگوريتم هاي فيلتر ميميك 26
1-5-4- الگوريتم فوريه گسسته هوشمند(SDFT) 28
1-5-5- الگوريتمي بر اساس الگوريتم فوريه گسسته هوشمند غير فازوري 28
1-5-6- الگوريتمي بر اساس تلفيق روش پروني و فيلتر سينوسي 29
فصل دوم: معرفي جبران ساز سري كنترل شده با تريستور(TCSC) و كنترل كننده يكپارچه عبور توان(UPFC)ص 30
2-1- خازن سري كنترل شده با تريستور(TCSC) 31
2-1-1- كاربردهاي TCSC در سيستم قدرت 37
2-1-2- ارزيابي مزاياي TCSC 38
2-1-3- معايب TCSC 38
2-1-4- عملكردTCSC به عنوان محدود كننده جريان اتصال كوتاه 39
2-1-5- بررسي كنترل TCSC 39
2-1-6- انواع كنترل كننده هاي صنعتي 40
2-1-6-1- كنترل كننده تناسبي(P)ص 40
2-1-6-2- كنترل كننده تناسبي – انتگرالي(PI)ص 40
2-1-6-3- كنترل كننده تناسبي – مشتقي (PD)ص 41
2-1-6-4- كنترل كننده تناسبي – مشتقي – انتگرالي (PID)ص 41
2-2- كنترل كننده يكپارچه عبور توان(UPFC)ص 41
2-2-1- اصول اساسي عملكرد 42
2-2-2- قابليت هاي كنترل انتقال متداول 43
فصل سوم: شبيه سازي و بررسي تاثير TCSC بر عملكرد رله هاي ديستانس 51
3-1- مقدمه 52
3-2- امپدانس اندازه گيري شده توسط رله ديستانس در غياب عناصر FACTSص 52
3-3- امپدانس اندازه گيري شده توسط رله ديستانس در حضور TCSCص 54
3-4- TCSC ومدل سيستم انتقال 55
3-5- مدل كنترل TCSCص 57
3-6- تاثير TCSC بر مشخصه قطع رله ديستانس 57
3-6-1- TCSC در ابتداي خط 57
3-6-2- TCSC در وسط خط 60
3-6-3- TCSC در انتهاي خط 65
فصل چهارم: شبيه سازي و بررسي تاثير UPFC بر عملكرد رله هاي ديستانس 69
4-1- UPFC ومدل سيستم انتقال 70
4-2- مدل كنترل UPFCص 72
4-3- آناليز ومحاسبه امپدانس ظاهري 76
4-4- مدل كردن رله ديستانس 78
4-5- تاثير STATCOM بررله ديستانس 78
4-5-1- تاثيرموقعيت خطا برعملكرد رله ديستانس 79
4-5-2- تاثيرظرفيت منابع دوسرخط انتقال بر عملكرد رله ديستانس 82
4-5-3- تاثيرتنظيم STATCOM بر عملكرد رله ديستانس 83
4-5-4- تاثيرخطاي فاز به فاز بر عملكرد رله ديستانس 86
4-6- UPFC وتاثيرآن بر رله ديستانس 88
4-6-1- تاثير خطاي فاز با زمين درحضورUPFCص 89
4-6-2- تاثير خطاي فاز با فاز بر رله ديستانس 91
4-6-3- تاثيركنترل دامنه و زاويه ولتاژ SSSC برعملكرد رله ديستانس 92
4-7- مقايسه تاثيرانواع سيستم كنترل بر عملكرد رله ديستانس 97
فصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهادات 105
5-1- نتيجه گيري 106
5-2- پيشنهادات 108
مراجع 110
چكيده انگليسي 115

چكيده:
در سالهاي اخير به منظور بالا بردن ظرفيت انتقال توان و افزايش سطح پايـداري شـبكه موجـب شـده تـا استفاده از عناصرFACTS در سيسـتم قـدرت افـزايش يابـد. حفاظـت سيسـتم كـه يكـي از مهمتـرينقسمتهاي عملكرد سيستم قدرت مي باشد به طور موثري از اين ادوات تاثير مـي پـذيرد، از اينـرو مطالعـهآنها ضرروري به نظر مي رسد. از ميان رله هاي حفاظتي مورد استفاده در شبكه رلـه ديسـتانس بيشـترينعملكرد نامطلوب را دارد، به طوري كه امپدانس اندازه گيري شده بـا حضـور عناصـرFACTS دسـتخوشتاثيرات نامطلوب و شديدتري قرار مي گيرد . امپدانس اندازه گيري شده در محل رله تاثير زيادي از شرايطسيستم قدرت، شامل عملكرد و شـرايط سـاختاري آن دارد بنـابراين ادواتFACTS تـاثير زيـادي رويديناميك سيستم قدرت خواهند داشت. در اين مطالعه ما به بررسي وشبيه سازي خازن سري كنترل شدهبا تريستور (TCSC) و كنترل كننده يكپارچه عبور توان(UPFC) پرداخته و سپس اثـر ايـن ادوات را بـرامپدانس اندازه گيري شده و مشخصه قطع رله ديستانس نشان خواهيم داد. همچنين در اين بررسي نشانداديم كه علاوه بر متأ ثر شدن امپدانس ديده شده از طرف رله به خـاطر تغييـرات سيسـتم قـدرت ، نـوعسيستم كنترل و تنظيم پارامترهاي اين ادوات و همچنين محل نصب آنها تاثيرات متفـاوت وپيچيـده اي بر امپدانس ديده شده از طرف رله خواهند گذاشت. لذا ضرورت دارد كه جهـت عملكـرد صـحيح حفاظـتديستانس ، رله متناسب با نوع جبران ساز نصب شده در شبكه و همچنين متناسب با نوع سيستم كنترليكه با آن كار مي كند تنظيم شود تا بهترين عملكرد را داشته باشد.
از اينرو جهت بررسي اثرTCSC بر حفاظت ديستانس خطوط انتقال انـرژي و همچنـين تـاثير امپـدانسديده شده از طرف رله به علت حضور و نوع سيستم كنترلي كهUPFC با آن كار مي كند ، از نـرم افـزارPSCAD/EMTDC براي مدل كردن اين جبران سازها در يك خط انتقال kv230 استفاده شده است.
مقدمه
رشد صعودي مصرف و افزايش ميزان درخواست بار از سمت مصرف كننده در چند دهه اخير موجب شدهاست تا سيستمهاي انتقال انرژي با مشكل محدوديت انتقال توان مواجه شوند. اين محدوديت ها عمـلاً بـهخاطر حفظ پايداري و حفظ دامنه ولتاژ شبكه در سطح مجـاز آن بـه وجـود مـي آينـد. بنـابراين درعمـلظرفيت بهره برداري خطوط انتقال نسبت به ظرفيت واقعي يا حرارتي آنها كمتر مـي باشـد. عـلاوه بـراينمشكل ديگري كه درانتقال توان سيستمهاي بهم پيوسته وجود دارد عبور تـوان از مسـيرهاي نـا خواسـتهاست كه موجب افزايش غير مجاز و عدم بهره برداري بهينه ازسيستم خواهد شد.
همواره بديهي بوده است كه انتقال توانac در خطوط طولاني در درجه اول با امپدانس راكتيو سري خطمحدود مي شود. از اينرو در چندين دهه اخير از جبران ساز خازني سري براي حذف بخشـي از امپـدانسراكتيو خط و كاهش آن و در نتيجه افزايش توان قابل انتقال استفاده كردند. تـا اينكـه بـا پيشـرفت اخيـرصنعت الكترونيك قدرت در طراحي كليدهاي نيمه هادي با قابليت كليدزني كنترل شده و استفاده از آن ،در سطح توان و ولتاژ سيستم قدرت ، شبكه هاي انتقال انرژي را بسيار كارآمدتر و مـوثرتر از قبـل نمـودهاست.
يكي از فناوريهاي حاصل از اين پيشرفت در جبران و كاهش امپدانس سري خطوط انتقال كه در اينجا بـه آن پرداخته شده ، خازن سري كنترل شده با تريستور(TCSC)است. اين نوع جبران ساز نسبت به خـازنسري داراي قابليت بيشتري در بهره برداري كامل از تاسيسـات انتقـال ، از طريـق كنتـرل عبـور تـوان درخطوط و جلوگيري از سيلان هاي حلقوي مي باشد. همچنـين بـه دليـل برخـورداري از كنتـرل سـريع ، قابليت خوبي در بهبود حاشيه پايداري و اغتشاشات شبكه را دارا مي باشد. كنترل كننـده يكپارچـه عبـورتوان(UPFC) نتيجه آخرين پيشرفت ها در زمينه ادوات جبران ساز قابل كنترل در عصر حاضر مي باشد.
اين نوع جبران ساز بر خلافTCSC قابليت كنترل تمامي پارامترهاي موثر بر عبور توان(امپدانس، دامنـهو زاويه ولتاژ) را دارا مي باشد. اين ادوات جبران ساز علاوه بر مزاياي فراوان شان ، باعث مشكلاتي نيز مـيشوند كه هدف اين پروژه تمركز بر تاثير گذاري اين ادوات بر حفاظت ديستانس خطوط انتقال مي باشد. از اينرو:
مبحث نخست را با معرفي انواع رله هاي ديستانس و الگوريتم هاي حفاظتي ديجيتال آغاز مي كنيم.
مبحث دوم را به معرفي و نحوه كار خازن سري كنترل شده با تريستور(TCSC) و كنترل كننده يكپارچهعبور توان(UPFC)اختصاص مي دهيم.
مبحث سوم به تاثير TCSC شبيه سازي شده بر امپدانس ديده شده از طرف رله ديستانس مي پردازد.
مبحث چهارم را به شبيه سازيUPFC در سه مد كنترل جبران سازي زاويه اي ، جبران سازي دامنـه وجبران سازي امپدانسي اختصاص داده و تاثير هر كدام بر امپدانس ديده شده از طرف رله ديسـتانس را بـاهم مقايسه مي كنيم.
و در نهايت در مبحث پنجم نتيجه گيري و راه حلهاي ممكن پيشنهاد خواهد شد.

نتيجه گيري
در اين پايان نامه تاثير استفاده ازTCSC وUPFC درخطوط انتقال بر عملكرد رله هاي ديستانس مـوردتحليل و بررسي قرار گرفته است. در فصل اول مقدمه اي بر انواع رله هـاي ديسـتانس مـورد اسـتفاده درشبكه و نحوه عملكرد آنها را بيان كرديم و سپس در همين فصل ضمن بررسي ساختار داخلي و نحوه كـاررله هاي ديجيتال به معرفي چند الگوريتم فيلتر ديجيتـال بـراي محاسـبه مولفـه اصـلي ولتـاژ و جريـانپرداخته و سپس چند الگوريتم براي بهبود الگوريتم هاي فوق جهت تعيين مولفه فركانس اصـلي معرفـيكرديم. در اين بخش ديده شد كه:
1- الگوريتم كسينوسي عملكرد بسيار مطلوب در حذف مولفهdc ميرا شونده دارد ولـي در عـوض مولفـههاي فركانس بالا را تقويت مي كند.
2- الگوريتم حداقل مربعات خطا (LES)الگوريتم بسيار مناسبي در حذف مولفهdc ميرا شونده مي باشداما حجم محاسبات آن زياد است.
3- بكارگيري فيلتر هاي ميميك را نيز مي توان روشي مناسب جهت تضعيف مولفـهdc دانسـت و چـونهمراه با فيلترهاي فوريه ، كسينوسي و سينوسي مورد استفاده قـرار مـي گيـرد، جنبـه مفيـد ديگـري ازفيلترهاي مذكور را نيز آشكار مي كند كه همان امكان تلفيق با م دارات ميميك و بهبود حـذف مولفـهdc مي باشد.
4- فيلترSDFT و بخصوصSDFT غيرفازوري روشي كارآمد جهت حذف مولفهdc ميـرا شـونده مـيباشد.
5- روش پروني روشي مناسب جهت حذف مولفهdc و مولفه فركانس رزونانسي ميرا شونده ناشي از وقوعخطا در شبكه مي باشد.
درفصل دوم جبران كننده هايTCSC وUPFC را مطرح نموده و دياگرام هاي تك خطي آنها را نشانداديم، هم چنين نوع و موارد كاربرد و مزاياي هر يك از اين جبران كننده ها را بيان كـرديم و ديـديم كـهجبران كننده هاي پيشرفته مزاياي بسياري نسبت به جبران كننده هاي كلاسيك دارا مي باشـند. در ايـنبخش در موردTCSC به روابط رياضي حاكم بر آن پرداخته و سپس منحني هاي حاصل از شـبيه سـازيرا در مدهاي مختلف كاري نشان داديم. در موردUPFC ضمن بيان روابط رياضي حاكم بر آن ، قابليـتهاي مختلف عملكردي را با شكل هاي نشان داده شده بيـان كـرديم. سـپس جهـت نشـان دادن درسـتيعملكردUPFC شبيه سازي شده، تغييرات توان اكتيو و راكتيو در خط را بـه واسـطه تغييـر زاويـهβ بـا مقاله 39[]مقايسه كرديم.
در فصل سوم در ابتدا روابط رياضي مربـوط بـه امپـدانس ديـده شـده توسـط رلـه ديسـتانس را بـه ازايخطاهايي كه در نقاط مختلف نسبت به مكانTCSC رخ مي دهد را بيان كرديم. سـپس بـه بررسـي اثـرTCSC شبيه سازي شده بر رله هاي ديستانس به ازاي نصبTCSC در سه نقطه مختلف خط انتقال كه عبارتند از : ابتداي خط، وسط خط و انتهاي خط پرداختيم. در اين بررسي ديـده مـي شـود كـه امپـدانساندازه گيري شده در محل رله تاثير زيادي از شرايط سيستم قدرت، شـامل شـرايط عملكـرد و سـاختاريشبكه دارد . به عبارت ديگر ادواتFACTS تاثير زيادي روي ديناميك سيستم قدرت دارند. در اين بخشابتدا امپدانس ديده شده را بدونTCSC نشان داديم و سپس تـاثير تنظيمـات پارامترهـا و محـل نصـبTCSC را مورد مطالعه قرار داديم. بر طبق نتايج مشخص شد كه مشخصه رلـه هـاي ديسـتانس مرسـوم،همچون مهو براي اين موارد مناسب نيست.
تغييرات سيستم قدرت خود در مشخصه قطع تاثير مي گذارد. تركيب تغييرات در شرايط سيستم قـدرت،كنترل پارامترهايTCSC و محل نصب آن يك تاثير پيچيده اي روي امپدانس اندازه گيري در محل رلـهو مشخصه قطـع آن دارد. بنـابراين وقتـيTCSC روي خـط انتقـال نصـب مـي شـود، تطبيـق حفاظـتديستانس براي غلبه كردن بر مشكلات بيان شده واجب است.
در فصل چهارم روابط رياضي مربوط بـه امپـدانس ديـده شـده توسـط رلـه ديسـتانس را بـه ازاي حضـورUPFC در خط انتقال بيان كرديم. سپس به معرفي مشخصاتUPFC شبيه سازي شده شبه 48پالسه پرداخته و در ادامه اثرSTATCOM بر مشخصه قطع رله ديستانس را مورد بررسـي قـرار داده و سـپسجهت درستي نتايج حاصل از شبيه سازي آن را با مقاله[35]مقايسه كرديم.
در اين بررسي ديده مي شود كه به ازاي تزريق توان راكتيو به شبكه جهـت حفـظ ولتـاژ در هنگـام وقـوعخطا، امپدانس ديده شده توسط رله ديستانس افزايش و در نتيجه خطاي فرورسي در سيستم حفاظتي رخمي دهد . و بالعكس زماني كهSTATCOM از شبكه توان راكتيو جذب مي كنـد، امپـدانس ديـده شـدهتوسط رله كاهش و در نتيجه خطاي فرارسي در سيستم حفاظتي به وقوع مي پيوندد.
در ادامه به بررسي تاثيرUPFC كامل بر رله ديستانس پرداختيم و تاثير آن را بر عملكرد رله ديسـتانسبا منحني هاي بدست آمده نشان داده و جهت درستي كار آن را بـا مقالـه[35] مقايسـه كـرديم و ديـديمتاثيري كهUPFC بر امپدانس اندازه گيري شده در محل رله مي گذارد بسيار شـديدتر از تـاثيري اسـتكهSTATCOM بر آن مي گذارد. و سپس بيان كرديم كهUPFC بر اساس اندازه زاويه و دامنـه ولتـاژتزريقي سري داراي تاثير متفاوت بر امپدانس ديده شده توسط رله خواهد بود. در نهايت مـدهاي كنترلـي مختلف بر عملكرد رله ديستانس را مورد بررسي قرار داديم. كار متفاوتي كه در اين پايان نامـه نسـبت بـهمقاله 35[]انجام شده اين است كه در اينجا ما به بررسي جداگانه تاثير مدهاي مختلف كنترلـي در جبـرانسازي مستقل هر يك از پارامترهاي موثر بر انتقال عبور توان كه عبارتند از: زاويـه بـار، امپـدانس خـط ودامنه ولتاژ پرداختيم و مشاهده كرديم كهUPFC بـر اسـاس نـوع سيسـتم كنتـرل تـاثير متفـاوتي بـرمشخصه قطع رله ديستانس دارد. از اينرو رله ديستانس را بايد متناسب با نوع سيستم جبرانسازي سيستمقدرت تنظيم كرد تا بهترين عملكرد 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