بررسی ساختار سیستم کنترل vsc-hvdc

برای انتقال انرژی الکتریکی ازنیروگاه ها به مصرف کنندگان، یک سیستم بهم پیوسته مورد نیاز می باشد. این سیستم شامل مراکز تولید انرژی، ایستگاه ها، خطوط انتقال یا کابلها و مصرف کنندگان می باشد. سیستم های hvdcبرای اتصال شبکه های ناهماهنگ و یا بهبود پایداری و حفظ سطح اتصال کوتاه شبکه های ac متصل به آنها با کنترل پذیری بالایی که دارند، استفاده می گردند. یکی از شروط مهم عملکرد رضایت بخش خط ارتباطیhvdc، کنترل سریع مبدلها به منظور جلوگیری از تغییرات شدید در جریان مستقیم است. سیسستم vsc-hvdc با نیمه هادیهای قدرتigbt یک نوع تکنولوژیhvdc با کابلهایdc برای انتقال توان متوسط در فواصل طولانی با قابلیت کنترل انعطاف پذیرمی باشد. به علت استفاده از تکنولوژی vsc وسوئیچینگ pwm ، سیستم vsc-hvdcمزایای بسیاری در مقایسه باhvdc کلاسیک دارد که عبارتنداز کاهش جریان اتصال کوتاه، کنترل مستقل و سریع توان اکتیو و راکتیو، قابلیت کنترل و درجه آزادی بیشتر در انتقال توان می باشد. با توجه به قابلیت های تکنولوژی hvdc در پاسخ به نیازهای فنی و اقتصادی، در این پایان نامه ابتدا با بیان سابقه شکل گیریhvdc، مزایا و معایب بکار گیری آن، هزینه های برآورد شده درhvdc وهمینطور اجزاء و ساختارهای مختلف معرفی شده است. سپس مشخصات و دینامیکhvdc وvsc-hvdc مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و به بررسی ساختار سیستم کنترل پرداخته شده است. در واقع کنترل سیستم با یکسری معادلات بیان می شود که در نتیجه با تحلیل این معادلات، فرمان لازم برای گیتigbt های موجود در مبدل ها تعیین می شود. با تعیین سوئیچ ها (روشن یا خاموش بودن)، مقدار مرجع مطلوب درخروجی اینورتر تولید می شود. برای توازن توان اکتیو، یکی از مبدلها برای کنترل ولتاژdc ثابت و دیگری برای کنترل توان اکتیو ثابت عمل می کند. وقتی توان خط انتقالdc صفر است، دو مبدل به عنوان statcom به طور مستقل در نظر گرفته می شوند. مبدل vsc وقتی به یک شبکه ac اکتیو متصل می شود به عنوان یک قسمت کنترلی غیر خطی تزویجی با دو ورودی و دو خروجی می باشد. دو ورودی، زاویه فاز? و ضریب مدولاسیون m در روش سوئیچینگ pwm است و دو خروجی، توان راکتیو خروجیq و توان اکتیو خروجیp یا ولتاژdc در مبدل vscمی باشند. در ابتدا روش انتقال توان در سیستم vsc-hvdc متصل به دو شبکهac بررسی می شود. نتایج شبیه سازی بدست آمده در نرم افزارمطلب، عملکرد مناسب سیستم تحت تغییرات توان اکتیو و راکتیو و شرایط نا مطلوب راتأیید می کند. با توجه به نتایج، عملکرد مناسب کنترلرها در یکسوکننده و اینورتر مشاهده می شود که باعث بهبود شارش توان با کمترین تلفات در سیستم می شود. نتایج شبیه سازی عبارتند از سرعت پاسخ سریع، پایداری مطلوب، دقت کنترلی بالا و زمان کنترلی کوتاهتر در حالت دائمی می باشد. در ادامه روش کنترل دیگری معرفی می شود و برای بیان ویژگیهایش بر روی قسمتی از سیستم در نرم افزار مطلب اجرا می شود. با توجه به نتایج بدست آمده با این روش کنترل، عملکرد مناسب کنترلر ولتاژdc در یکسوساز، کنترل توان انتقالی و دینامیک مناسب سیستم نمونه مشاهده شده است.