عنوان

طراحی استراتژی‌های کنترلی تکمیلی پیوند ‮‭HVDC‬ جهت جبران توان راکتیو و کاهش هارمونیک‌های پیوندهای ‮‭HVDC‬

شماره

‭۲۴۵۷پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

طراحی استراتژی‌های کنترلی تکمیلی پیوند ‮‭HVDC‬ جهت جبران توان راکتیو و کاهش هارمونیک‌های پیوندهای ‮‭HVDC‬

نام نخستين پديدآور

/کریم شعربافی فسقندیس

نام ناشر، پخش کننده و غيره

تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی برق، گروه مهندسی قدرت

نام خاص و کميت اثر

‮‭۱۶۰‬ص‬

متن يادداشت

چاپی

متن يادداشت

واژه نامه بصورت زیرنویس

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

برق-قدرت

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۸۵/۰۲/۲۵‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی برق، گروه مهندسی قدرت

متن يادداشت

تکنولوژی ‮‭HVDC‬ یک سیستم الکترونیک قدرت در مقیاس‌های بزرگ است و همه ادوات و المان‌هائی که در آن به کار برده می‌شوند دارای قیمت‌های خیلی بالائی هستند .لذا هر ایده‌ائی که بتواند بدون افزودن سخت افزار خاص و پیچیده، تنها با اندکی تغییرات باعث حذف یکی از المان‌ها یا ادوات فوق شود یا باعث بهبود جبران توان راکتیو یا هارمونیک‌ها شود منجر به پائین آمدن هزینه نهائی طرح انتقال ‮‭HVDC‬ خواهد شد و از طرف صاحبان این صنعت استقبال می‌شود .جبران هارمونیک‌ها در ‮‭HVDC‬ ، توسط فیلترهای پسیو و جبران توان راکتیو توسط بانک‌های خازنی، فیلترهای پسیو و هم‌چنین کنترل پیوسته آن توسط کندانسورهای سنکرون انجام می‌گیرد .علی رغم پیشرفت قابل ملاحظه جبران کننده‌های استاتیکی وار، در سیستم‌های عملی موجود ‮‭HVDC‬ ، هنوز این جبران کننده‌ها کاملا جایگزین کندانسورهای سنکرون نشده‌اند .هم‌چنین علی رغم پیشرفت قابل ملاحظه در فیلترهای اکتیو هنوز باز کاربرد عملی در سیستم‌های ‮‭HVDC‬ را پیدا نکرده‌اند و مطالعات انجام شده تنها منجر به ساخت و کاربرد آنها در سیستم‌های ‮‭HVDC‬ آزمایشگاهی شده است .در این رساله سعی می‌شود از همه جوانب مختلف با بررسی عمل‌کرد و ویژگی‌های هر یک از قسمت‌های طرح‌های ‮‭HVDC‬ بتوان راه حل‌های مناسب جهت حذف تجهیزات موجود در ایستگاه مبدل یا حداقل کاهش قدرت آنها پیدا کرد.در یک ایستگاه مبدل ‮‭HVDC‬ ، غیر از مقوله کنترل توان مبدل ، کنترل توان راکتیو و بهبود طیف هارمونیکی جریان و ولتاژ شبکه ‮‭AC‬ مطرح است .برای این منظور از جوانب مختلف به موضوع پرداخته شده است .برای کنترل پیوسته توان راکتیو در‮‭HVDC‬ های رایج، که از مبدل‌های فرکانس خط استفاده می‌کنند جبران توان راکتیو پیوسته با استفاده از خازن موازی کنترل شده با سوئیچ به عنوان یکی دیگر از ادوات ‮‭FACTS‬ می‌تواند انجام گیرد .خازن موازی کنترل شده با سوئیچ قابلیت کنترل پیوسته توان راکتیو را دارد .برای این کار نیاز به ‮‭TCR‬ نیست و می‌توان قسمتی از کندانسورهای سنکرون موجود را در شین مبدل حذف کرد یا قدرت آنها را پائین آورد.جبران هارمونیک‌های جریان ‮‭AC‬ به ویژه هارمونیک‌های غالب را می‌توان با فیلترهای اکتیو هایبرید با روش کنترل برداری یا اندوکتانس اکتیو انجام داد .در مقوله فیلتر فعال کاهش قدرت منبع اکتیو و همچنین تحقق پیوند آن به شین مبدل در پیوندهای ‮‭HVDC‬ یک مسئله مهم می‌باشد .با توجه به ویژگی موجود در این دو روش کنترل، به اندوکتانس جهت تنظیم کردن فیلتر پسیو اکتیو فیلتر نیازی نیست و می‌توان فیلتر فعال را با یک ترانس‌فورماتور به خازن‌های جبران کننده توان راکتیو متصل کرد که در این صورت در مولفه اول خازن‌ها وظیفه جبران توان راکتیو در شین مبدل را نیز انجام می‌دهند .گذشته از تکنولوژی ‮‭HVDC‬ های رایج، تکنولوژی ‮‭HVDC Light‬ توسط شرکت ‮‭ABB‬ مطرح و توسعه داده شده است هر چند که مطالعات زیادی در این زمینه انجام شده ولی به دلیل بالا بودن ولتاژ، جریان و مقدار توان انتقالی در ‮‭HVDC‬ رایج، این نتایج از قابلیت اطمینان کمتری برخوردار بوده‌اند که در سیستم‌های عملی محقق نشده‌اند .از طرف دیگر تکنولوژی ‮‭HVDC Light‬ به دلیل محدودیت موجود در سوئیچ‌های آن ، ‮‭IGBT‬ ها، نمی‌تواند در قدرت‌های بالا و مقادیر نامی بالا به کار رود .تکنولوژی ‮‭HVDC‬ تنها با استفاده از تکنولوژی تریستور می‌تواند محقق شود .برای مطالعه دقیق این تکنولوژی بایستی مدل خطی یک پیوند ‮‭HVDC‬ مد سوئیچینگ شناخته شده باشد و روش‌های سوئیچ زنی مناسب برای مبدل‌های ‮‭HVDC‬ مد سوئیچینگ که مبدل‌های منابع جریان می‌باشند، استفاده شود .یک روش که برای عمل‌کرد مبدل‌ها در هر دو مد ، هم مد فرکانس خط و هم مد سوئیچینگ ‮‭PWM‬ ، کاملا مناسب می‌باشد به دست آمده است

متن يادداشت

HVDC converters are high power high voltage and high current converters. They need high reactive power in both rectifier and inverter operations and inject current harmonics to the AC systems. The reactive power compensation and its control in HVDC stations mainly are achieved by synchronous condensers and the recently FACTS devices are being used just for partially compensation. In this thesis, a new phase-controlled FACTS device, called switch-controlled shunt capacitor (SCSC) is introduced. The new controller emulates a continuously-variable capacitor and is capable of injecting continuously controllable reactive power into the AC line and it can be used instead of high cost synchronous condensers. Beside reactive power compensation, HVDC converter stations, being nonlinear load for the AC systems, have been relaying on the use of shunt AC passive filters to reduce the harmful effects that the harmonic AC currents impose on the AC system. AC passive filters, however, present several characteristics that redeem their performance to levels far from excellent. Concerns about harmonic related problems, active filters cancel the aimed harmonic content of a nonlinear load by injecting harmonic currents with the same magnitude but in complete phase opposition. Active filters present superior performance than that offered by the traditional AC passive filters. But regarding the application of AC side active filters in HVDC links, the presents ratings of the power semiconductor switches which are available commercially don't permit the straightforward implementation of these applications yet. This thesis proposes an active filter topology and its control methods that characterize the traditional HVDC AC passive filters. It can be implemented by an active source and the reactive power compensators capacitors which are connected as series. This topology and its control methods are intended for high power application to meet IEEE 519 recommended harmonic standards. The instantaneous values of aimed harmonics are extracted separately by abc to dq transformation (SRF). At the first method the instantaneous values of reference voltage which have to be applied to voltage source inverter of hybrid active power filter, are made by the vector control of extracted harmonic components and injected components separately for each aimed harmonic. At the second method the active inductor reference voltage are made by active inductance concept. In addition, it controls the DC voltage of the capacitor in the DC side of high power active filters (HPAF). These controllers also provide a "current limiting" function to prevent passive filter overloading under ambient harmonic loads and/or supply voltage distortions. The two different implementation of a parallel hybrid active filter system are presented. The resultant vectors, which is obtained from control unit, is applied to produce the gating signals of the HAPF converter by space vector modulation (SVM) method.Another solution to power transfer by mean of HVDC and to prevent the requirement harmonics and reactive power compensation of conventional HVDC links, is using the switch mode based converters. This technology which is developed within ABB company, is called HVDC Light. HVDC Light is based on voltage source converters and the switches are made out of turn-off capability devices using modules with anti parallel connected diodes. HVDC Light does not satisfy the conventional HVDC requirements such as high power demands. So this issue it must be modified. For high power applications, the thyristor technology is the only choice because, in comparison to thyristors, the IGBTs can not bear the high reverse voltage Recently, thanks to the evolution of new and powerful semiconductor devices, such as integrated gate commutated thyristors (IGCTs), and due to the need for higher controllability, switching converters have received considerable attention in the development of FACTS controllers. In this thesis the current source converters are consider as HVDC converters and according to the voltage and current source converters modeling, a current source converter based HVDC link is modeled and its linear model is obtained. Eventually, some switching methods are considered and an adequate witching method is presented that has the minimum switching numbers in each switching period compared to the other PWM methods

مستند نام اشخاص تاييد نشده

شعربافی فسقندیس، کریم

مستند نام اشخاص تاييد نشده

حسینی، سید حسین، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

آقاگل‌زاده، علی، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

خان‌محمدی، سهراب، استاد مشاور

مستند نام اشخاص تاييد نشده

اهرابیان، قاسم، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی