رگولاتور های جریان بر اساس هیسترزیس تقویت شده برای کنترل برداری توربین های بادی DFIG
| دسته بندی | مقالات ترجمه شده isi |
| بازدید ها | 4 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 1185 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 18 |
Enhanced Hysteresis-Based Current Regulators in Vector Control of DFIG Wind Turbines
Abstract—This paper proposes enhanced hysteresis-based current
regulators in the field-oriented vector control of doubly fed
induction generator (DFIG) wind turbines. The proposed control
scheme is synchronized with the virtual grid-flux space vector,
readily extractable by a quadrature phase-locked loop (QPLL)
system. Identical equidistant-band vector-based hysteresis current
regulators (VBHCRs) are then used to control the output currents
of the rotor-side and grid-side converters. The proposed hysteresisbased
technique has excellent steady-state performance and reveals
several advantages in comparison with the commonly used
proportional-integral (PI) current regulator, including very fast
transient response, simple control structure, and intrinsic robustness
to the machine parameters variations. Moreover, the fixed
hysteresis bands in VBHCRs are replaced with equidistant bands
to limit the instantaneous variations of the switching frequency and
reduce the maximum switching frequencies experienced in the converters.
Extensive simulation studies are carried out for a 1.5MW
DFIG-based wind turbine to examine the operation of the proposed
vector control scheme under changing wind speed and compare its
transient and steady-state performances with the conventional PI
current regulators.
رگولاتورهای جریان بر اساس هیسترزیس تقویت شده برای کنترل برداری توربین های بادی DFIG
چکیده
این مقاله رگولاتورهای جریان بر اساس هیسترزیس تقویت شده رادر کنترل برداری همسو با میدان تورببنهای بادی ژنراتور القائی از دو سو تغذیه (DFIG) ارائه میدهد. طرح کنترلی پیشنهادی با بردار فضای شار میدان مجازی سنکرون است که به آسانی توسط سیستم حلقهی فاز-قفل شدهی مربعی (QPLL) قابل حصول است. سپس از رگولاتورهای جریان هیسترزیس مبتنی بر بردار باند-با فاصلهی برابر یکسان (VBHCRها) برای کنترل جریانهای خروجی کانورتورهای سمت روتور و سمت شبکه استفاده میشود. روش پیشنهادی مبتنی بر هیسترزیس دارای عملکرد عالی حالت ماندگار است و مزایای متعددی در مقایسه با رگولاتور جریان انتگرالی-تناسبی (PI) متداول نشان میدهد از جمله پاسخ حالت گذرای سریع، ساختار کنترلی ساده، و قدرتمندی ذاتی به تغییرات پارامترهای ماشین. علاوه بر این، بجای باندهای ثابت هیسترزیس در VBHCRها از باندهایی با فاصلهی برابر برای محدود کردن تغییرات لحظهای فرکانس کلیدزنی و کاهش ماکزیمم فرکانسهای کلیدزنی موجود در کانورتورها استفاده میشود. مطالعات شبیهسازی گسترده برای یک توربین بادی مبتنی بر DFIG با ظرفیت 1.5 مگاوات پیادهسازی شده است تا عملیات طرح کنترلی بردار پیشنهادی تحت تغییرات سرعت باد بررسی شود و عملکردهای حالت گذرا و حالت ماندگار آن با رگولاتورهای جریان PI متداول مقایسه میشود.
میراسازی SSRبا استفاده از حذف کننده جریان زیرسنکرون با SSSC
| دسته بندی | مقالات ترجمه شده isi |
| بازدید ها | 6 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 1791 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 16 |
Damping of SSR Using Subsynchronous Current Suppressor With SSSC
Abstract—Hybrid series compensation using static synchronous
series compensator (SSSC) and passive series capacitor can improve
the stability of the system, increases the power transfer
capability and is useful for the fast control of power flow. This
paper analyzes the subsynchronous resonance (SSR) characteristics
of the hybrid series compensated power system in detail
and proposes a simple method for the extraction of subsynchronous
components of line current using filter. The extracted
subsynchronous frequency component of line current is used to
inject a proportional subsynchronous voltage in series with the
transmission line which suppresses subsynchronous current in
the transmission network. This novel technique is termed as subsynchronous
current suppressor. The design of subsynchronous
current suppressor is based on damping torque analysis and using
genetic algorithm. A novel graphical representation of series
resonance condition when SSSC is incorporated in the system
is presented. The detailed study of SSR is carried out based on
eigenvalue analysis, transient simulation and damping torque
analysis. The results of the case study on a system adapted from
IEEE First Benchmark Model demonstrates the effectiveness and
robust performance of subsynchronous current suppressor in
damping of SSR under various system operating conditions.
Linear analysis is performed on D-Q model of the system with
SSSC and the results are tested by executing transient simulation
based on detailed nonlinear three-phase model..
میراسازی SSRبا استفاده از حذف کننده جریان زیرسنکرون با SSSC
چکیده
جبرانسازی مرکب سری با استفاده از جبرانساز سری سنکرون استاتیک (SSSC) و خازن سری پسیو میتواند پایداری سیستم قدرت را بهبود بخشد، قابلیت انتقال توان را افزایش دهد و برای کنترل سریع پخش بار مفید باشد. این مقاله به بررسی کامل مشخصه رزونانس (تشدید) زیرسنکرون (SSR) سیستم قدرت جبرانسازی شده مرکب سری میپردازد و روشی ساده برای استخراج مولفههای زیرسنکرون جریان خط با استفاده از فیلتر ارائه میدهد. مولفه فرکانسی زیرسنکرون جریان خط استخراج شده برای تزریق یک ولتاژ زیرسنکرون تناسبی بصورت سری با خط انتقال استفاده شده است که جریان زیرسنکرون در شبکهی انتقال را حذف میکند. این روش جدید بهعنوان حذفکنندهی جریان زیر سنکرون نامیده میشود. طراحی حذفکننده جریان زیرسنکرون براساس تحلیل گشتاور میرایی و با استفاده از الگوریتم ژنتیک است. یک بیان گرافیکی جدید از حالت رزونانس سری هنگامیکه SSSCبه سیستم اضافه میشود ارائه شده است. مطالعهی دقیق SSRبراساس آنالیز مقادیر ویژه، شبیهسازی گذرا و آنالیز گشتاور میرایی انجام شده است. نتایج حاصل از مطالعهی موردی بر روی یک سیستم برگرفته از نخستین مدل تست IEEEحاکی از کارآیی و عملکرد قدرتمند حذفکننده جریان زیر سنکرون در میراسازی SSR در شرایط عملیاتی مختلف سیستم قدرت دارد. تحلیل خطی در مدل D-Qسیستم با SSSC انجام شده است و نتایج با اجرای شبیهسازی گذرا براساس مدل سهفاز غیرخطی دقیق مورد آزمایش قرار گرفته است.
گزارش کاراموزی جریان الکتریکی در صنعت برق
| دسته بندی | کارآموزی |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 274 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 60 |
گزارش کاراموزی جریان الکتریکی در صنعت برق در 60 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست
عنوان صفحه
جریان الکتریکی 1
تاریخچه برق و الکتریسته 2
مشخصات جریان الکتریکی 2
سرعت رانش 4
چگالی جریان الکتریکی 4
اشکال مختلف جریان الکتریکی 5
اندازه گیری جریان الکتریکی 6
قانون اهم 7
آمپر متر چیست؟ 9
طرز کار آمپر متر 10
بکار بردن آمپر متر 12
مقاومت 14
تولید 16
تعاریف الکتریکی 17
تاریخچه تولید جریان الکتریسته 19
منابع انرژی اولیه بکار رفته در تولید برق 22
اتصال کوتاه برقی 24
برق اضطراری 26
انتقال توان الکتریکی 28
ورودی شبکه برق 29
خروجی شبکه 30
تولید 32
ژنراتور برقی(الکتریکی) 36
دیناموی گرام 38
مولدهای جریان مستقیم 42
ماشین های الکتریکی جریان مستقیم 43
جریان متناوب 44
توزیع برق و تغذیه خانگی 45
فرکانسهای AC در کشورها 49
تولید برق 55
لرزش دیوارها هم برق تولید می کند 66
نتیجه گیری 68
منابع 69
جریان الکتریکی در برق
جریان الکتریکی در برق ، جریان سرعت عبور الکترونها در یک سیم مسی یا جسم رسانا است. جریان قراردادی در تاریخ علم الکتریسته ابتدا به صورت عبور بارهای مثبت تعریف شد. هر چند امروزه می‌دانیم که در صورت داشتن رسانای فلزی ، جریان الکتریسته ناشی از عبور بارهای منفی ، الکترون ها ، در جهت مخالف است. علیرغم این درک اشتباه ، کماکان تعریف قراردادی جریان تغییری نکرده است. نمادی که عموما برای نشان دادن جریان الکتریکی (میزان باری که در ثانیه از مقطع هادی عبور میکند) در مدار بکار می‌رود، I است.
تاریخچه برق و الکتریسیته
تاریخ الکتریسیته به 600 سال قبل از میلاد می‌رسد. در داستانهای میلتوس (Miletus) می‌خوانیم که یک کهربا در اثر مالش کاه را جذب میکند. مغناطیس از موقعی شناخته شد که مشاهده گردید، بعضی از سنگها مثل مگنیتیت ، آهن را می‌ربایند. الکتریسیته و مغناطیس ، در ابتدا جداگانه توسعه پیدا کردند، تا این که در سال 1825 اورستد (Orested) رابطه‌ای بین آنها مشاهده کرد. بدین ترتیب اگر جریانی از سیم بگذرد میتواند یک جسم مغناطیسی را تحت تأثیر قرار دهد. بعدها فاراده کشف کرد که الکتریسیته و مغناطیس جدا از هم نیستند و در مبحث الکترومغناطیس قرار می‌گیرد.
مشخصات جریان الکتریکی
از نظر تاریخی نماد جریان I ، از کلمه آلمانی Intensit که به معنی شدت است، گرفته شده است. واحد جریان الکتریکی در دستگاه SI ، آمپر است. به همین علت بعضی اوقات جریان الکتریکی بطور غیر رسمی و به دلیل همانندی با واژه ولتاژ ، آمپراژ خوانده میشود. اما مهندسین از این گونه استفاده ناشیانه ، ناراضی هستند.
آیا شدت جریان در نقاط مختلف هادی متفاوت است؟
شدت جریان در هر سطح مقطع از هادی مقدار ثابتی است و بستگی به مساحت مقطع ندارد. مانند این که مقدار آبی که در هر سطح مقطع از لوله عبور میکند، همواره در واحد زمان همه جا مساوی است، حتی اگر سطح مقطعها مختلف باشد. ثابت بودن جریان الکتریسیته از این امر ناشی میشود که بار الکتریکی در هادی حفظ میشود. در هیچ نقطه‌ای بار الکتریکی نمی‌تواند روی هم متراکم شود و یا از هادی بیرون
ریخته شود. به عبارت دیگر در هادی چشمه یا چاهی برای بار الکتریکی وجود ندارد.
سرعت رانش
میدان الکتریکی که بر روی الکترونهای هادی اثر میکند، هیچ گونه شتاب برآیندی ایجاد نمی‌کند. چون الکترون ها پیوسته با یونهای هادی برخورد می‌کنند. لذا انرژی حاصل از شتاب الکترونها به انرژی نوسانی شبکه تبدیل میشود و الکترونها سرعت جریان متوسط ثابتی (سرعت رانش) در راستای خلاف جهت میدان الکتریکی بدست می‌آورند.
چگالی جریان الکتریکی
جریان I یک مشخصه برای اجسام رسانا است و مانند جرم ، حجم و ... یک کمیت کلی محسوب میشود. در حالی که کمیت ویژه دانستیه یا چگالی جریان j است که یک کمیت برداری است و همواره منسوب به یک نقطه از هادی می‌باشد. در صورتی که جریان الکتریسیته در سطح مقطع یک هادی بطور یکنواخت جاری باشد، چگالی جریان برای تمام نقاط این مقطع برابر j = I/A است. در این رابطه A مساحت سطح مقطع است. بردار j در هر نقطه به طرفی که بار الکتریکی مثبت در آن نقطه حرکت میکند، متوجه است و بدین ترتیب یک الکترون در آن نقطه در جهت j حرکت خواهد کرد.
اشکال مختلف جریان الکتریکی
در هادیهای فلزی ، مانند سیمها ، جریان ناشی از عبور الکترونها است، اما این امر در مورد اکثر هادیهای غیر فلزی صادق نیست. جریان الکتریکی در الکترون ها ، عبور اتمهای باردار شده به صورت الکتریکی (یونها) است، که در هر دو نوع مثبت و منفی وجود دارند. برای مثال، یک پیل الکتروشیمیایی ممکن است با آب نمک (یک محلول از کلرید سدیم) در یک طرف غشا و آب خالص در طرف دیگر ساخته شود. غشا به یونهای مثبت سدیم اجازه عبور میدهد، اما به یونهای منفی کلر این اجازه را نمی‌دهد. بنابراین یک جریان خالص ایجاد میشود.
جریان الکتریکی در پلاسما عبور الکترونها ، مانند یونهای مثبت و منفی است. در آب یخ زده و در برخی از الکترولیتهای جامد ، عبور پروتون ها ، جریان الکتریکی را ایجاد میکند. نمونه‌هایی هم وجود دارد که علیرغم اینکه در آنها ، الکترونها بارهایی هستند که از نظر فیزیکی حرکت می‌کنند، اما تصور جریان مانند 'حفره‌های (نقاطی که برای خنثی شدن از نظر الکتریکی نیاز به یک الکترون دارند) مثبت متحرک ، قابل فهم تر است. این شرایطی است که در یک نیم هادی نوع p وجود دارد.
تاریخچه تولید جریان الکتریسیته
در تاریخ 1800 م در پی یک اختلاف حرفه ای بر سر واکنش گالوانیکی که از سوی لوییجی گالوانی حمایت می شد، الساندور ولتا پیل ولتایی خود را که مقدمه ابداع باتری بود، اختراع کرد که این پیل جریان الکتریکی پایداری را ایجاد می کرد. ولتا کشف کرده بود که موثرترین جفت فلز متفاوتی که جریان الکتریسته ایجاد می کنند، روی و نقره اند.
در دهه 1800 م کنگره بین المللی الکتریکی که الان به نام کمیسیون بین المللی الکترونیکی (IEC) معروف است، ولت را برای نیروی الکتروموتیو تصویب کرد. ولت به صورت اختلاف پتانسیل یک هادی وقتی که یک جریان یک آمپر توان یک وات را ایجاد می کند، تعریف شد.
تولید الکتریسته
تولید و توزیع الکتریسیته اغلب در دستان بخش خصوصی یا دولتی که خدمات رفاهی عمومی را در اختیار دارند، بوده است. در سالهای اخیر برخی دولت ها به عنوان بخشی از حرکتی برای اعمال فشار بازار به حقوق انحصاری، شروع به خصوصی سازی یا شرکتی کردن این خدمات رفاهی کرده اند. بازار الکتریسیته نیوزیلند مثالی از این نوع است. تقاضای الکتریسیته را می توان به دو صورت ارضاء کرد. روش اول که تا کنون برای خدمات رفاهی به کار می رفته است، ساختن پروژه های بزرگ تولید و ارسال الکتریسیته لازم به اقتصادهای سوختی در حال رشد، است. بسیاری از این پروژه ها دارای تاثیرات زیست محیطی نامطلوب نظیر آلودگی هوا یا آلودگی تشعشعی و آب گرفتگی بخش وسیعی از زمین، هستند. تولید پراکنده به عنوان روش جدیدی (روش دوم) برای برطرف کردن تقاضای الکتریکی، در نزدیکی مصرف کننده ها شناخته شده است. پروژه های کوچک تر پراکنده دارای خصوصیات زیر هستند:
ـ حفاظت در برابر خاموشی های برق ناشی از متوقف کردن نیروگاه های غیر متمرکز یا خطوط انتقال به منظور تعمیر، فریب بازار یا توقفهای اضطراری.
ـ کاهش آلودگی.
ـ اجازه دادن به بازیگران کوچک تر برای ورود به بازارهای انرژی.
روش های تبدیل توان های دیگر به توان الکتریکی
توربین های دوار که به ژنراتورهای الکتریکی متصل شده اند، اکثر الکتریسیته تجاری موجود را تولید می کنند. توربین ها عموماً توسط بخار، آب، باد یا دیگر مایعات به عنوان یک واسطه حامل انرژی، گردانده می شوند. پیل های سوختی که برای تولید الکتریسیته از مواد شیمیایی مختلفی استفاده می کنند، توسط برخی از مردم مناسب ترین منبع برق برای بلند مدت شناخته می شوند، خصوصاً اگر بتوان از هیدروژن به عنوان ماده تغذیه در این پیل ها استفاده کرد. اما به هرحال هیدروژن معمولاً تنها یک حامل انرژی است و بایستی توسط منابع توان دیگری ایجاد شود. ژنراتورهای کوچک قابل حمل نیز عموماً توسط موتورهای دیزل کار می کنند که خصوصاً در کشتی ها، مکان های مسکونی دور افتاده و برق اضظطراری استفاده می شوند.
منابع انرژی اولیه، بکار رفته در تولید برق
جهان امروز برای تولید انرژی بر زغال سنگ و گاز طبیعی تکیه می کند. هزینه های بالای مورد نیاز برای انرژی هسته ای و ترس از خطرات این انرژی، از دهه 1970م جلوی تاسیس نیروگاه های جدید هسته ای را در آمریکای شمالی گرفته است. توربین های بخار را می توان توسط بخارهای ناشی از منابع زمین گرمایی، انرژی خورشیدی، مایعات، سوخت های فسیلی گازی و جامد، به راه انداخت. راکتورهای هسته ای از انرژی ناشی از شکافت اورانیوم یا پلوتونیوم رادیواکتیو برای تولید آزمایش‌های مربوط به گرما استفاده می کنند. این راکتورها اغلب از دو مدار بخار اولیه و ثانویه تشکیل شده تا یک لایه حفاظتی اضافی را بین محل قرار گرفتن سوخت هسته ای و اتاق ژنراتور قرار دهد. نیروگاه های برق آبی از آبی که مستقیماً از توربین ها عبور می کند، برای راه اندازی ژنراتورها استفاده می کنند. کنترل جزر و مد از نیروی ماه بر روی بدنه آب دریاها برای گرداندن یک توربین استفاده می کنند. ژنراتورهای بادی از باد برای گرداندن توربین هایی که با یک ژنراتور مرتبط اند، استفاده می کنند. یروگاه برق آبی ذخیره شده با پمپ برای هم سطح کردن تقاضاها روی یک شبکه برق به کار می رود. تولید الکتریسیته توسط هم جوشی آزمایش‌های مربوط به گرما هسته ای به عنوان راه حلی ممکن برای تولید الکتریسیته پیشنهاد شده است. در حال حاضر برخی موانع فنی و مسایل زیست محیطی در مسیر این راه وجود دارد که اگر برطرف شوند هم جوشی، یک منبع انرژی الکتریکی نسبتاً تمیز و بی خطر را تامین خواهد کرد. پیش بینی می شود که یک راکتور آزمایشی بزرگ «ITER) در سال 2005-2006 شروع به کار کند.
تصویر
اولین ژنراتور هیدروالکتریک بزرگ در آبشار نیاگارای ایالات متحده (که تحت دیدگاه فنی ساخته و نصب شده بود) نصب شد و از طریق خطوط انتقال، الکتریسیته را برای بوفالو، نیویورک فراهم ساخت.
تلفات
به منظور کاهش درصد تلفات توان لازم است که الکتریسیته را در ولتاژهای بالا انتقال دهیم. هرچه که ولتاژ بالاتر باشد جریان کمتر خواهد بود که این امر اندازه ی کابل مورد نیاز و میزان انرژی تلف شده را کاهش می دهد. انتقال در طول خطوط بلند معمولاً در ولتاژهای 100 کیلو ولت و بالاتر صورت می گیرد. تلفات انتقال و توزیع در ایالات متحده در سال 2003م 2/7 و در انگلستان در سال 1998م 4/7 درصد تخمین زده شده است. وقتی لازم است که توان را در طول خطوط بسیار بلند انتقال دهیم، استفاده از جریان مستقیم برای انتقال، به جای جریان متناوب موثرتر ( و بنابراین اقتصادی تر) است. به دلیل اینکه این امر نیازمند هزینه کردن پول بسیار زیادی بر روی مبدل های توان AC/DC است، از این روش تنها در هنگام انتقال مقادیر بسیار زیاد توان در طول خطوط بسیار بلند یا برای موقعیت های خاص، نظیر یک کابل زیر دریا انجام می شود. همچنین به دلیل طبیعت بارهایی که به شبکه وصل می شوند، توان از بین می رود؛ این تلفات با نام ضریب توان بیان می شود. اگر ضریب توان کم باشد بخش زیادی از توان هدر می رود. شرکت های بهره بردار تلاش شایان توجهی را برای حفظ یک ضریب توان خوب صرف می کنند.