چکیده- یک استراتژی توزیع بهینه توان راکتیو برای به حداقل رساندن مجموع تلفات برقی در یک مزرعه بادی (WF) پیشنهاد می شود؛ این تلفات نه تنها شامل تلفات کابلهای انتقال و ترانسفورماتورهای توربین های بادی (WT) می شوند بلکه تلفات ناشی از داخل سیستم های تولید انرژی باد را نیز دربرمی گیرند. توزیع توان راکتیو در داخل یک WT از استراتژی تقسیم بهینه در استاتور و مبدل سمت شبکه (GSC) بهره می برد که هدفش به حداقل رساندن تلفات کلی سیستم بادی تولید انرژی می باشد؛ این سیستم شامل ژنراتور، مبدلها و فیلترها می گردد. مسائل بهینه سازی بر اساس مدلهای ثبت شده برای تلفات و محدودیتهای توان راکتیو WT فرمول بندی می شوند. یک WF با دقت طراحی شده و برای مطالعات موردی استفاده می شود. اثر ویک[1] در محاسبه توان اکتیو هر WT در نظر گرفته شده است. مجموع تلفات WF با اجرای استراتژی پیشنهاد شده و در سرعت های مختلف باد و با مقادیر مختلف توان راکتیو محاسبه می شود. نتایج شبیه سازی نشاندهنده ی اثربخشی استراتژی پیشنهاد شده می باشند.
واژه های کلیدی: ژنراتور القایی با تغذیه دوگانه، به حداقل رساندن تلفات، توزیع توان راکتیو، مزرعه بادی، اثر ویک.
1. مقدمه
با افزایش یکپارچه سازی انرژی باد در سیستم قدرت، برای تأمین توان راکتیو مورد نیاز جهت پشتیبانی از شبکه به مزارع بادی (WFs) نیاز است. مزارع بادی به عنوان یک سرویس جانبی می توانند توان راکتیو سیستم قدرت را فراهم آورند. یک راه حل تأمین توان راکتیو به کار گرفتن منابع اضافی برای جبران توان راکتیو می باشد. از آنجاییکه توربین های بادی (WTs) با مبدلهای الکترونیکی قدرت، قابلیت تنظیم توان راکتیو را دارند، بهره گیری از آنها برای تأمین سرویس کمکی توان راکتیو مقرون به صرفه می باشد. اپراتور سیستم قدرت، مرجع توان راکتیو را در نقطه کوپلینگ مشترک (PCC)[2] یک مزرعه بادی وارد می کند. سپس اپراتور WF توان راکتیو هر WT را محاسبه کرده و برای آن توربین توزیع می نماید. توان راکتیو توزیع شده در میان مزارع بادی بر روی بازدهی کل سیستم تأثیرگذار خواهد بود و به همین علت باید با دقت مورد مطالعه قرار گیرد.
رایج ترین استراتژی توزیعی که مورد استفاده قرار می گیرد، توزیع تناسبی است که توان راکتیو مورد نیاز در توربین های بادی را متناسب با میزان توان راکتیو موجودشان توزیع می کند. اجرای این روش ساده است و احتمال فراتر رفتن از حد توان راکتیو در هر توربین بادی تقریباً بعید می باشد. با این وجود در این روش میزان تلفات توان اکتیو در مزرعه بادی در نظر گرفته نمی شود. در مراجع 9-7 روش توزیعی دیگری پیشنهاد شده که تلفات توان اکتیو را در کابلهای انتقال و ترانسفورماتورهای توربین های بادی در نظر می گیرد. با این وجود این روش نیز تلفات توان اکتیو در سیستم تبدیل انرژی توربین های بادی را لحاظ نمی کند و از طرفی این امر بخش زیادی از مجموع تلفات مزارع بادی را تشکیل می دهد. در واقع، تلاش برای به حداقل رساندن تلفات توان راکتیو در کابلهای انتقال و ترانسفورماتورها می تواند باعث تلفات بیشتر در سیستم های تبدیل انرژی گردد. یک استراتژی بهینه توزیع در مرجع 10 پیشنهاد شده که تلفات سیستم های تبدیل انرژی باد، ترانسفورماتورها و کابل های انتقال را در نظر گرفته و برای به حداقل رساندن تلفات یک روش توزیع بهینه توان راکتیو پیدا کرده است. با این حال، این استراتژی تنها یک استراتژی ساده را برای کنترل WT به کار می گیرد و اثر توزیع توان راکتیو را در ژنراتور القایی تغذیه دوگانه (DFIG) در سیستم های بادی تولید انرژی لحاظ نمی کند. از آنجاییکه سیستم تولید انرژی DFIG می تواند توان راکتیو بین استاتور و مبدل سمت شبکه (GSC) را تنظیم نماید، جریان توان راکتیو در داخل سیستم بر روی تلفات سیستم اثرگذار خواهد بود. بنابراین، روش کنترل توان راکتیو در سیستم تولید انرژی DFIG باید مورد مطالعه قرار گیرد.
دانلود فایل مقاله انگلیسی و فایل ورد ترجمه کامل مقاله
برای مشاهده همه مقالات انگلیسی مهندسی برق که به فارسی ترجمه شده اند بخش مقاله انگلیسی رشته مهندسی برق با ترجمه فارسی را ملاحظه فرمایید.
[1] Wake effect
[2] Point of Common Coupling
واژه های کلیدی: ژنراتور القایی با تغذیه دوگانه، به حداقل رساندن تلفات، توزیع توان راکتیو، مزرعه بادی، اثر ویک.
1. مقدمه
با افزایش یکپارچه سازی انرژی باد در سیستم قدرت، برای تأمین توان راکتیو مورد نیاز جهت پشتیبانی از شبکه به مزارع بادی (WFs) نیاز است. مزارع بادی به عنوان یک سرویس جانبی می توانند توان راکتیو سیستم قدرت را فراهم آورند. یک راه حل تأمین توان راکتیو به کار گرفتن منابع اضافی برای جبران توان راکتیو می باشد. از آنجاییکه توربین های بادی (WTs) با مبدلهای الکترونیکی قدرت، قابلیت تنظیم توان راکتیو را دارند، بهره گیری از آنها برای تأمین سرویس کمکی توان راکتیو مقرون به صرفه می باشد. اپراتور سیستم قدرت، مرجع توان راکتیو را در نقطه کوپلینگ مشترک (PCC)[2] یک مزرعه بادی وارد می کند. سپس اپراتور WF توان راکتیو هر WT را محاسبه کرده و برای آن توربین توزیع می نماید. توان راکتیو توزیع شده در میان مزارع بادی بر روی بازدهی کل سیستم تأثیرگذار خواهد بود و به همین علت باید با دقت مورد مطالعه قرار گیرد.
رایج ترین استراتژی توزیعی که مورد استفاده قرار می گیرد، توزیع تناسبی است که توان راکتیو مورد نیاز در توربین های بادی را متناسب با میزان توان راکتیو موجودشان توزیع می کند. اجرای این روش ساده است و احتمال فراتر رفتن از حد توان راکتیو در هر توربین بادی تقریباً بعید می باشد. با این وجود در این روش میزان تلفات توان اکتیو در مزرعه بادی در نظر گرفته نمی شود. در مراجع 9-7 روش توزیعی دیگری پیشنهاد شده که تلفات توان اکتیو را در کابلهای انتقال و ترانسفورماتورهای توربین های بادی در نظر می گیرد. با این وجود این روش نیز تلفات توان اکتیو در سیستم تبدیل انرژی توربین های بادی را لحاظ نمی کند و از طرفی این امر بخش زیادی از مجموع تلفات مزارع بادی را تشکیل می دهد. در واقع، تلاش برای به حداقل رساندن تلفات توان راکتیو در کابلهای انتقال و ترانسفورماتورها می تواند باعث تلفات بیشتر در سیستم های تبدیل انرژی گردد. یک استراتژی بهینه توزیع در مرجع 10 پیشنهاد شده که تلفات سیستم های تبدیل انرژی باد، ترانسفورماتورها و کابل های انتقال را در نظر گرفته و برای به حداقل رساندن تلفات یک روش توزیع بهینه توان راکتیو پیدا کرده است. با این حال، این استراتژی تنها یک استراتژی ساده را برای کنترل WT به کار می گیرد و اثر توزیع توان راکتیو را در ژنراتور القایی تغذیه دوگانه (DFIG) در سیستم های بادی تولید انرژی لحاظ نمی کند. از آنجاییکه سیستم تولید انرژی DFIG می تواند توان راکتیو بین استاتور و مبدل سمت شبکه (GSC) را تنظیم نماید، جریان توان راکتیو در داخل سیستم بر روی تلفات سیستم اثرگذار خواهد بود. بنابراین، روش کنترل توان راکتیو در سیستم تولید انرژی DFIG باید مورد مطالعه قرار گیرد.
دانلود فایل مقاله انگلیسی و فایل ورد ترجمه کامل مقاله
برای مشاهده همه مقالات انگلیسی مهندسی برق که به فارسی ترجمه شده اند بخش مقاله انگلیسی رشته مهندسی برق با ترجمه فارسی را ملاحظه فرمایید.
[1] Wake effect
[2] Point of Common Coupling
