الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۱۰۴
کد مقاله
ELC104
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
استابلایزهای سیستم قدرت و مدلسازی سیستم قدرت
نام انگلیسی
POWER SYSTEM STABILIZERS – POWER SYSTEM MODELING
تعداد صفحه به فارسی
۲۷
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۴
کلمات کلیدی به فارسی
استابلایزهای سیستم قدرت, مدلسازی سیستم قدرت
کلمات کلیدی به انگلیسی
POWER SYSTEM STABILIZERS, POWER SYSTEM MODELING
مرجع به فارسی
فصلی از کتاب
مرجع به انگلیسی
کشور
ایالات متحده
استابلایزهای سیستم قدرت و مدلسازی سیستم قدرت
۴- استابلایزهای سیستم قدرت
طراحی کنترلر استابلایزر یا پایدار ساز سیستم قدرت (PSS)، روشهای ترکیب PSS همراه با کنترلر تحریک (AVR)، بررسی سیگنالهای بیشمار مختلف ورودی و مقوله گسترده روشهای تنظیم همگی جزء مباحث PSS بشمار می‌آیند. این مقاله نسبت به بررسی اصلاح ورودی نوع خاصی از PSS ، که در سیستم قدرت بکار گرفته شده است، اقدام می‌کند، اما در عین حال، این مقاله، بعنوان یک بررسی جامع در حوزه کاربردها و طراحی PSS بشمار نمی‌آید. مراجع مرتبط با این مقاله [۱۸-۲۹]، فراهم آورنده بررسی نوین در این مبحث میباشند. این فصل بر روی فراهم آوردن یک نگاه اجمالی به چند مورد از تکنولوژی‌ها و دیدگاههای مربوطه اقدام می‌کند و هدف از آن مهیا ساختن چنین موردی به منظور استفاده چنین کنترلری جهت حل مشکل نوسان بین ـ ناحیه‌ای فرکانس پایین می‌باشد. جزئیاتی نظیر نوع ساختار PSS انتخابی، روشهای تنظیم برای کنترلرها با یا بدون استفاده SPMها، و سیگنالهای ورودی در فصل ۶ ارائه شده‌اند.
استابلایزهای سیستم قدرت و مدلسازی سیستم قدرت
۱-۴٫ عملیات کنترل و طراحی کنترلر
عملیات یک PSS تعمیم محدوده‌های پایداری زاویه‌ای یک سیستم قدرت از طریق فراهم آوردن میرایی تکمیلی در مبحث نوسان روتورهای ماشین سنکرون یا همزمان با استفاده از تحریک ژنراتور می‌باشد. این میرایی بوسیله گشتاور الکتریکی فراهم شده و برای روتوری بکار برده می‌شود که سازگار با گوناگونی سرعت می‌باشد. به هنگامی که نوسان‌ها میرا شدند، محدوده حرارتی خطوط اتصال در سیستم ممکن است حاصل آید. کنترل تکمیلی در طی قطع جریان برق خط و انتقال‌های بالای نیرو بسیار موثر خواهد بود [۲۳,۲۴]. با این وجود، عدم پایداری سیستم قدرت ممکن است در شرایط خاصی بواسطه تاثیرات میرایی منفی PSS بر روی روتور حاصل آید. دلیل این امر آن است که PSSها در یک نقطه عملیاتی حالت- ثابت تنظیم می‌گردند. اثر میرایی آنها تنها برای سیر کوتاهی در اطراف این نقطه عملیاتی معتبر خواهد بود. در طی اغتشاش‌های شدید، PSS ممکن است بصورت حقیقی سبب شود تا ژنراتور تحت کنترل آن در تلاشی جهت کنترل فیلد تحریک شده خود، قابلیت سنکرون سازی را از دست دهد [۲۴].
استابلایزهای سیستم قدرت و مدلسازی سیستم قدرت
۲-۴٫ سیگنالهای ورودی
سینگال ورودی برای PSSها در این سیستم یکی از نکات قابل بحث بشمار می‌آید. این سیگنالها که بعنوان سیگنالهای با ارزش مشخص شده‌اند شامل انحرافها یا مغایرتهایی در سرعت روتور ، فرکانس ، نیروی برق و قدرت شتاب هستند. از آنجاییکه عملکرد اصلی PSS کنترل نوسانات روتور می‌باشد، سیگنال ورودی سرعت روتور از مهمترین شاخصه در این مبحث برخوردار می‌باشد[۱,۱۱]. کنترلرها بر مبنای مغایرت سرعت می‌بایست بصورت ایده‌آل از نوع دیفرانسیل رگولاسیون و بهره بالا استفاده کنند. از آنجاییکه این مورد در واقعیت غیر عملی می‌باشد، ساختار ذکر شده قبلی lead-lag غالبا مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این وجود، یکی از محدودیتهای ورودی ـ سرعت PSS آن است که چنین موردی ممکن است سبب تحریک مدهای نوسانی پیچشی شود [۱۱,۲۳].
یک طراحی PSS قدرت ـ سرعت ( یا delta-P-omega) بعنوان راه حلی در زمینه مشکل تاثیرات متقابل پیچشی که دارای مشکلاتی ناشی از سرعت ـ ورودی PSS می‌باشد، پیشنهاد شده است [۲۵]. سیگنال توان/ قدرت استفاده شده در حقیقت نیروی الکتریکی ژنراتور می‌باشد که دارای میرایی پیچشی بالایی است. بدین علت، بهره PSS را می‌توان، بدون برایند اتلاف پایداری که منجر به میرایی نوسان بیشتر می‌شود، افزایش داد [۱۱].
یک کنترلر فرکانس ـ ورودی نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد. با این وجود، این نکته مشخص گردید که چنین فرکانسی کاملا حساس به قدرت سیستم انتقال می‌باشد. یعنی حساسیت بیشتر به هنگامی که سیستم ضعیف‌تر می‌باشد ـ که خود ممکن است سبب جبران عملکرد کنترلر در گشتاور برقی ماشین شود [۲۳]. محدودیتهای دیگر شامل وجود شیفت‌های فاز ناگهانی در طی گذارهای سریع و نویز سیگنال بزرگ القا شده بوسیله بارهای صنعتی می‌باشد [۱۱]. از طرف دیگر، سیگنال فرکانس دارای حساسیت بیشتری به نوسانات بین ـ ناحیه‌ای در مقایسه با سیگنال سرعت می‌باشد و چنین موردی ممکن است در میرایی نوسان بصورت بهتری مشارکت داشته باشد [۲۳-۲۵].
استفاده از سیگنال توان بعنوان ورودی- چه نیروی الکتریکی یا قدرت شتاب – بواسطه سطح پایین کنشهای متقابل پیچشی مدنظر قرار می‌گیرد. سیگنال یکی از دو سیگنال شامل شده در «لوپ-۴» کنترلر AVR/PSS از [۲۶] می‌باشد، با وجود آنکه روش تنظیم در ارتباط با این دیدگاه طراحی، برای سیگنالهای ورودی دیگر نیز معتبر خواهد بود.
استابلایزهای سیستم قدرت و مدلسازی سیستم قدرت
۳-۴٫ کنترل و تنظیم
ضروریات متضاد مد محلی و بین- ناحیه‌ای میرایی و پایداری تحت هر دو مورد سیگنال کوتاه و شرایط گذرا باعث پدیدار شدن دیدگاههای زیادی برای کنترل و تنظیم PSSها شده است. روشهای بررسی شده برای کنترل و تنظیم شامل تکنیکهای حوزه فرکانس/ فضا-حالت [۱۹,۲۰]، جبران پسماند [۲۲]، فاز جبران/ ریشه مکان هندسی کنترلر lead-lag [23-25]، حساسیت زدایی کنترلر قدرتمند [۲۶]، جایدهی- قطب برای کنترلر نوع- PID [27]، تکنیکهای پراکنده سازی برای کنترلر lead-lag [28] و تکنیک اکید خطی‌سازی برای کنترلر کوادراتیک خطی [۲۹]. گوناگونی دیدگاه‌ها را می‌توان ناشی از مشکل ارضا نمودن اهداف طراحی متضاد دانست و هر روش دارای مزیتها و معایب خاص خود است. این مورد بعنوان معمای مشکل میرایی نوسان فرکانس بوسیله کاربرد استابلایزرهای سیستم قدرت بشمار می‌آید.
این مقاله قصد فراهم آوردن آنالیز کیفی برای هیچ یک از این تکنیکها را ندارد، در عوض، ارتقای میرایی نوسان و رویه‌های برآیند پایداری در خصوص ارتقای طراحی PSS موجود، از طریق استفاده از رویه‌های اندازه‌گیری فازور سنکرون شده، هدف اصلی می‌باشد. از طریق آنالیز انجام شده در اینجا، این نکته نشان داده خواهد شد که استفاده از فازور سنکرون شده می‌تواند باعث ارتقای میرایی مد بین- ناحیه‌ای فراتر از مورد «بهینه» PSS تنظیم شده شود. بعلاوه، این نکته مشهود می‌باشد که مدهای محلی و بین- ناحیه‌ای ، بدون اتلاف پایداری هر یک از مد‌ها، بطور موثری قابل تفکیک هستند.
استابلایزهای سیستم قدرت و مدلسازی سیستم قدرت
۵- مدلسازی سیستم قدرت
این فصل مدلهای استفاده شده برای ژنراتور، توربین و تنظیم کننده سرعت، رگولاتور اتوماتیک ولتاژ و استابلایزر یا پایدار ساز سیستم نیرو همراه با تشریح کاملی از دو مشخصه، تست ۴- ماشین، جهت سیستم نیرو را ارائه می‌دهد.
۱-۵٫ مدل کلی
چندین مدل وجود دارند که در مدلسازی ماشینهای سنکرون برای مطالعات پایداری مورد استفاده قرار می‌گیرند، برخی از آنها شامل سیم پیچهای کاهنده و نشت‌های شار گذرا بوده و برخی نیز از آنها استفاده نمی‌کنند. یک مدل دو محوری شامل یک سیم پیچ کاهنده در محور-d (محور مستقیم) و دو محور-q (محور تربیع) همراه با ویژگیهای گذرا و زیر- گذرا این ماشین در EUROSTAG [30,31,32]، بسته نرم‌افزاری که در این بخش تحقیقات بکار گرفته شده است، مورد استفاده قرار گرفته است. این مدل در اینجا به بحث گذاشته شده و شامل تبدیل متغیرهای ماشین به یک چارچوب مرجع مبتنی بر روتور عادی از طریق تبدیل پارک می‌باشد [۱۱,۳۰,۳۳]. این تبدیل سبب تغییر یک مختصات مرجع می‌شود که با ثابت شدن بوسیله یک استاتور به یک مختصات مرجع چرخنده با توجه به روتور تثبیت می‌شود، عمدتا محور مستقیم (محور-d)، محور تربیع (محور-q) و یک محور ثالث مرتبط با جریان جزء توالی صفر (محور-۰). در نهایت، مورد آخری، بواسطه این حقیقت که جریان توالی صفر مساوی با صفر برای سیستم بالانس شده می‌باشد، از مدل حذف خواهد شد.
۲-۵٫ مدل تنظیم کننده سرعت
برای مهیا ساختن گشتاور مکانیکی و متغیرهای توان مکانیکی در طی شبیه‌سازیهای دینامیکی، مدل تنظیم کننده سرعت ژنراتور که در جدول ۱-۵ نشان داده شده است مورد استفاده قرار گرفت [۳۴]. این مدل متشکل از یک بلوک تاخیری – ساده، دو بلوک lead-lag و یک محدود کننده گشتاور ورودی می‌باشد. بر مبنای این دیاگرام، معادلاتی که تشریح کننده تنظیم‌گر سرعت/ توربین برای هر ماشین میباشند بشرح ذیل مشخص شده‌اند:
۳-۵٫ مدلهای سیستم تحریک
دو نوع مختلف از تحریک‌کننده‌ها (AVRها) برای ژنراتورهای سیستم تست مورد استفاده قرار گرفتند. برای ماشینهای بدون PSSها، یک تحریک کننده بهره- ساده بکار گرفته شد. برای این روش، معادله کنترلی بشرح ذیل نوشته می‌شود:
۴-۵٫ استابلایزر سیستم قدرت
ساختار lead-lag – PSS که در شکل ۴-۵ نشان داده شده است مورد استفاده قرار گرفت. معادلات کنترل برای این PSS بشرح ذیل میباشند:
۵-۵٫ توابع حالت خطی
هم اکنون که کلیه معادلات حالت غیرخطی، که تشریح کننده سیستم میباشند، نوشته شده‌اند، خطی کردن معادلات حالت را می‌بایست انجام داد تا گونه نهایی سیستم فضای – حالت که در آنالیز پایداری سیگنال- کوتاه استفاده شده است و همچنین شبیه‌سازیهای دینامیکی حاصل شوند. همزمان با خطی سازی، حذف متغیرها و معادلات بدون- حالت از مدل ژنراتور اعمال شده است. معادلات غیرخطی ژنراتورها، عمدتا (۶-۵، ۳-۵) و (۱۰-۵، ۵-۹) بعنوان فضای حالت مشخص شده، همراه با حذف متغیرهای جریان محور- d و محور ـ q که با استفاده از (۵٫۱), (۵٫۲), ۵٫۷) (۵٫۸) تکمیل می‌شوند. مشخص کردن معبری از مختصات مرجع به مختصات مرجع شبکه (R, I) از طریق جریان تبدیلی (۲۸-۵) و ولتاژ تبدیلی حاصل می‌شود. مورد آخری به شرح ذیل نوشته می‌شود.
۶-۵٫ سیستم تست
نمودار تک- خطی سیستم تست دو ناحیه، ۴-ماشین جهت بررسی مشکل کنترل نوسان بین – ناحیه‌ای در شکل ۵-۵ نشان داده شده است. در ابتدا یک سیستم ۶- باسی در (۱) از طریق اضافه نمودن مبدلهای بین هر ژنراتور و خطوط انتقال و کاملا مشابه با سیستم ۴- ماشینی از (۱۱) تحت پروسه تغییرات قرار گرفت. در حقیقت، این سیستم بطور خاص برای آنالیز و بررسی مشکل نوسان بین- ناحیه‌ای بوجود آمد [۱,۱۱]. این سیستم بعنوان یک سیستم تست مرجع برای مطالعه مشکل کنترل نوسان بین- ناحیه‌ای مشخص گردید، که بسیار مشابه با سیستم ۳- ماشینی از (۳۳) یا سیستم ۱۰- ماشینی «نیوانگلند» (۳۵) بوده و بعنوان مراجعی برای مطالعات دیگر که نیاز به سیستم تست قابل دسترسی مشترک دارند مد نظر قرار گرفته است.
EUROSTAG نیز همچنین جهت اعمال آنالیزهای سیگنال ـ کوتاه و حوزه ـ زمانی مورد استفاده قرار گرفت. بطور خلاصه، این بسته، جریان بار بر مبنای داده‌های توپولوژیکی سیستم قدرت را محاسبه نموده و سپس از پارامترهای ماشینها در این سیستم همراه با نتایج جریان بار جهت اعمال شبیه سازیهای حوزه ـ زمانی استفاده می‌کند. در حالی که آنالیز سیگنال ـ کوتاه در توابع عملیاتی این بسته موجود نمی‌باشد، می‌توان نسبت به ذخیره مدل فضای ـ حالت در هر وهله زمانی در طی شبیه سازیهای دینامیکی و فرمت سازگار با MATLAB اقدام نمود [۳۲]. استفاده از MATLAB همراه با EUROSTAG ابزارهای مورد نیاز جهت تکمیل آنالیز تحقیقاتی انجام شده در این مقاله را فراهم می‌سازد.
با این وجود، نقصهای متعددی در استفاده از دو بسته نرم‌افزاری بدین روش وجود دارد. امکان مشاهده صریح معادلات حالت همانگونه که در محاسبه مقدار ویژه، محاسبه و شبیه سازی حوزه زمانی، وجود ندارد. با این حال، امکان نوشتن کلیه معادله‌هایی که تشریح کننده این ماشینها و تعاملات بکار گرفته شده بوسیله این نرم‌افزار می‌باشد، وجود خواهد داشت. در عین آنکه ماتریس باس-Y بعنوان یک خروج EUROSTAG موجود نمی‌باشد، امر مشتق‌گیری این ماتریس را می‌توان به روش تشریح شده در [۳۳] انجام داد. مبحث مشکل پایداری چند ـ ماشینی در [۳۳] نیز تشریح شده است و این مرجع بوسیله برنامه نویسهای EUROSTAG مورد تاکید می‌باشد [۳۰, ۳۲].
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
