عنوان

بهبود پاسخ فرکانسی سیستم‌های قدرت دارای مزارع بادی فراساحلی برخوردار از ‮‭DFIG‬ متصل به سیستم انتقال فشار قوی جریان مستقیم,‮‭Frequency Response Improvement of Power Systems with Offshore DFIG-Based Wind Farms Connected to HVDC‬

Number

‭۱۹۶۷۸پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بهبود پاسخ فرکانسی سیستم‌های قدرت دارای مزارع بادی فراساحلی برخوردار از ‮‭DFIG‬ متصل به سیستم انتقال فشار قوی جریان مستقیم

Parallel Title Proper

‮‭Frequency Response Improvement of Power Systems with Offshore DFIG-Based Wind Farms Connected to HVDC‬

First Statement of Responsibility

/اردوان محمدحسنی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: برق و کامپیوتر

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۷‬

Name of Manufacturer

، افشار

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۸۲‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

ارشد

Discipline of degree

مهندسی برق قدرت

Date of degree

‮‭۱۳۹۷/۰۴/۲۳‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

در سال‌های اخیر، سیستم انتقال فشار قوی جریان مستقیم مبتنی بر فناوری مبدل منبع ولتاژ‮‭HVDC) - (VSC‬توجه ویژه‌ای را برای اتصال مزارع بادی فراساحلی به خود جلب کرده است .با این حال، سیستم‮‭HVDC - VSC‬مزارع بادی فراساحلی را از شبکه‌ی اصلی جدا می‌کند .در نتیجه، فرکانس شبکه‌ی کلکتور تابع فرکانس شبکه‌ی اصلی نخواهد بود .از طرفی دیگر، توربین‌های بادی دارای مولد القایی دو سو تغذیه ‮‭(DFIG)‬ توسط مبدل‌های الکترونیک قدرت کنترل می‌شوند و به تغییرات فرکانس در شبکه پاسخ نمی‌دهند .در این پایان نامه، ابتدا یک روش جدید برای مرتبط نمودن فرکانس‌های شبکه‌ی کلکتور و شبکه‌ی اصلی ارائه شده است .در این روش، ابتدا تغییرات فرکانس در شبکه‌ی اصلی توسط مبدل ساحلی به تغییرات ولتاژ جریان مستقیم ‮‭(DC)‬ تبدیل می‌شود .بهره‌ی حلقه‌ی کنترل‌کننده به گونه‌ای طراحی شده است که در بدترین فرکانس و مشتق فرکانس ‮‭(ROCOF)‬ ولتاژ ‮‭DC‬ به کمترین مقدار مجاز خود برسد .بر این اساس، علاوه بر آزادسازی بیشترین انرژی از خازن‌ها در بدترین شرایط، ولتاژ ‮‭DC‬ تحت هیچ شرایطی از حد مجاز خود کمتر نخواهد شد .تغییرات ولتاژ ‮‭DC‬ در طرف مبدل فراساحلی به تغییرات فرکانس شبکه‌ی کلکتور تبدیل می‌شود تا از این طریق فرکانس دو شبکه با یکدیگر مرتبط شوند .در ادامه، برای دریافت پاسخ اینرسی از مزرعه‌ی بادی یک روش تطبیقی جدید ارائه شده است .بهره‌ی کنترل‌کننده‌ی پاسخ اینرسی برای سرعت‌های زیرسنکرون مطابق با حداکثر انرژی جنبشی قابل آزادسازی طراحی می‌شود .در نتیجه تحت تمامی سرعت‌های زیرسنکرون، توربین‌های بادی هیچ‌گاه دچار کاهش غیر مجاز سرعت نخواهند شد .روش تطبیقی ارائه شده میزان مشارکت مزرعه‌ی بادی را در پاسخ اینرسی کاهش می‌دهد .لذا برای جبران این کاهش یک روش جدید برای هماهنگی مزرعه‌ی بادی و سیستم ذخیره ساز باطری ارائه شده است .توان تولیدی باطری متناسب با میزان کاهش در مشارکت مزرعه‌ی بادی تغییر می‌کند .بنابراین، از هدر رفتن انرژی باطری نیز جلوگیری می‌شود .برای اثبات ادعاها و محاسبات انجام شده، نتایج شبیه‌سازی با نرم‌افزار ‮‭DIGSILENT PowerFactory‬ ارائه می‌شوند

Text of Note

Recently, the voltage source converter-based high voltage direct current transmission system (VSC-HVDC) has attracted significant attention for connecting large-scale remote offshore wind farms (OWFs). However, the VSC-HVDC decouples the OWF from the main grid. Therefore, grid frequency variations cannot be sensed by the wind turbines. In addition, variable-speed wind turbine with doubly-fed induction generators (DFIGs) operate under the maximum power point tracking regime and do not contribute to grid frequency control. These two issues will significantly reduce the inertia in grids with large wind power generation. Therefore, grid reliability and stability will be put at risk. A new method is proposed in this paper to emulate grid frequency variations at the offshore collector network. In this method, the onshore converter transforms grid frequency variations into an equivalent DC voltage variation. The DC voltage variation is then transformed into frequency variation by the offshore converter. The controller gain for the onshore converter is designed based on maximum expected ROCOF and minimum expected frequency. With this method, the DC-link voltage will always remain in safe range for frequency emulation. In order to receive inertial response from DFIG-based wind turbines, a new adaptive method is proposed. In this method, the inertial controller gain is designed such that maximum kinetic energy is released for minimum allowable frequency. Hence, rotor speed will never exceed its lower limit and suitable contribution can be received from the wind turbines. In order to further improve the frequency response and compensate the reduction in wind turbine contribution, a battery storage system is employed. The battery storage system operates dynamically with the wind turbine. Therefore, its energy will not be wasted. The proposed methods are presented analytically and verified through a number of case studies for time-domain simulations

Parallel Title

‮‭Frequency Response Improvement of Power Systems with Offshore DFIG-Based Wind Farms Connected to HVDC‬

محمدحسنی، اردوان

MohammadHassani, Ardavan

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی