کاربرد اینورترهای چند سطحه در ساختار d-statcom برای متعادل کردن شبکه قدرت

حضور وسایل الکترونیک قدرت، بارهای غیر خطی و نامتعادل روز به روز در سیستم توزیع پررنگ تر شده و در کیفیت توان سیستم تاثیر می گذراند. با توجه با عواملی مانند تولید انرژی رقابتی و بحث بازار برق در شبکه های الکتریکی و افزایش حساسیت وسایل در سمت سمت مصرف کننده، به نظر می رسد که باید نسبت به قابلیت اطمینان و کیفیت توان در سمت مصرف کننده بیش از هر زمان دیگری اطمینان خاطر وجود داشته باشد. مهمترین مسائلی که نقش اساسی در کیفیت توان شبکه توزیع دارند، وابسته به مشخصات و ویژگی های بار هستند. مهمترین این مشخصات عبارتند از هارمونیک های تولید شده توسط بارهای غیرخطی و بارهای نامتعادل و ضریب توان کم برای بارهای موجود در شبکه. از جمله بارهای نامتعادل می توان به استارت موتورهای القایی، کلیدزنی بانک خازنی و خطاهای غیر عادی و غیر معمول که در شبکه ممکن است بر اثر قطعی یک یا چند فاز و یا برخورد رعد و برق تولید شوند را نام برد. بانک های خازنی و یا سلفی مانند svc که توسط کلیدهای مکانیکی به منظور جبرانسازی در ولتاژ و یا توان راکتیو و اکتیو به شبکه متصل می شوند دارای محدودیت ها زیادی از جمله مشخصه پاسخ طولانی، تلفات بالا و حجم و اندازه بزرگ هستد. امروزه با گسترش تکنولوژی الکترونیک قدرت در ساخت کلیدهای قدرت مانند igbt و igct که در فرکانس های بالا قادر به کار کردن هستند، می توان به راحتی از ادوات fact نسل دوم در جبرانسازی سیستم قدرت استفاده کرد. یکی از راههای بهبود مسئله کیفیت توان و متعادل بودن ولتاژ شبکه توزیع استفاده از جبرانساز استاتیک توزیع شده (dstatcom) می باشد. این جبرانساز در حالت کلی به منظور جبرانسازی توان اکتیو و راکتیو و اصلاح ضریب توان و پایداری ولتاژ کاربرد دارد. در این پایان نامه یک مبدل پنج سطحه از نوع پل h سری در ساختار dstatcom و در یک شبکه با ولتاژ متوسط استفاده شده است. استفاده از این مبدل سبب افزایش سطح ولتاژ خروجی مبدل و کاهش مقدار هارمونیک موجود در ولتاژ خروجی مبدل و در نتیجه کاهش هارمونیک ولتاژ در خروجی dstatcom می شود. از انواع مختلف ساختار های مبدل های چند سطحه می توان در dstatcom استفاده کرد. دلیل انتخاب مبدل پل h سری این است که مدولاسیون های مختلفی را می توان به راحتی به آن اعمال کرد. از مدولاسیون شیفت فاز برای تولید زاویه های آتش کلید های موجود در سلول های مبدل استفاده شده است. در ساختار کنترلر موجود هم، که یک کنترلر متدوال می باشد، برای بهبود کیفیت توان از کنترلر ههای pi که ورودی های آنها بر اساس تئوری جریان راکتیو لحظه ای و تئوری p-q تولید می شوند، استفاده شده است. به طور خلاصه آنچه که در این پایان نامه ارائه خواهد شد سعی شده است در 6 فصل گنجانده می شود. در فصل اول مروری به تاریخچه مبدل های چندسطحه، انواع آنها و ویژگی ها و کاربرد های هر یک از آنها و در نهایت مروری بر روش های تولید پالس های کلیدزنی در مبدل های چندسطحه خواهیم پرداخت. در فصل دوم مهمترین دلایل نامتعادل شدن یک شبکه توزیع و بررسی چند راه برای مقابله با نامتعادلی شبکه توزیع ارائه می شود. در فصل سوم به معرفی مهمترین ادوات fact و نهایتاً معرفی وسائل قدرت ویژه که عمدتاً از ادوات fact نسل دوم الهام گرفته اند ارائه می شود. در فصل چهار روند طرح مسئله نامتعادلی در یک شبکه توزیع و ارائه روند برخورد با مشکلات کیفیت توان بوجود آمده و در نهایت سیستم مورد مطالعه و شبیه سازی کارهای انجام گرفته در نرم افزار متلب ارائه می شود.