بررسی پایداری دینامیکی ژنراتور نیروگاه توربین انبساطی در حضور ادوات الکترونیک قدرت

چکیده شبکه های گسترده ی خطوط انتقال گاز طبیعی و لزوم تقلیل فشار از اسطح انتقال به سطح توزیع در مبادی شهرها ، مراکز صنعتی بزرگ و نیروگاه ها ، منجر به استفاده از فشارشکن های مکانیکی شده است. این کار ، انرژی نهفته در گاز فشار بالا را هدر می دهد. با توجه به اهمیت روزافزون استفاده بهینه از انرژی هدررو در فرایندهای مختلف ، لزوم بازیابی این منبع انرژی عظیم احساس می شود. توربین های انبساطی ، انبساط گرهای چرخانی هستند که ضمن کاهش فشار گاز طبیعی، می توانند این انرژی را بازیافت نموده و برای تولید برق به ژنراتور الکتریکی یا مصارف دیگر از قبیل بارهای کمپرسوری تحویل دهند. از طرفی بدلیل تغییرات لحظه ای و تصادفی فشار و دبی گاز ورودی به توربین انبساطی ، دور آن متغییر بوده به همین دلیل از ژنراتور آسنکرون استفاده می شود. استفاده از ژنراتور آسنکرون قفسه سنجابی در نیروگاه توربین انبساطی دارای مزایای فوق العاده زیادی می باشد. این ژنراتورها ارزان، محکم، ساده و بدلیل نداشتن رینگ، جاروبک، کموتاتور، باطری و اینورتر، تعمیرات و نگهداری خیلی ساده ای دارند. هنگامیکه ماشین آسنکرون بصورت ژنراتور کار می کند جریان مغناطیسی (راکتیو) مورد نیاز خود را از شبکه دریافت می کند. . نکته قابل توجه در این حالت این است که میزان توان راکتیوی که ماشین آسنکرون در حالت ژنراتوری از شبکه اخذ می نماید به ازای لغزش مشخص از حالت موتوری بیشتر بوده و با افزایش توان اکتیو تولیدی آن، میزان توان راکتیوی که ماشین از شبکه اخذ می نماید افزایش می یابد و کمترین مقدار آن در سرعت سنکرون می باشد. قابل توجه است که گاهی ممکن است میزان توان راکتیوی که ژنراتور های آسنکرون از شبکه جذب می کنند حتی از میزان قدرت اکتیوی که تولید می کنند تجاوز نماید که این مشخصه نامطلوب، یک تحمیل غیر ضروری به شبکه و واحدهای سنکرون متصل به آن می باشد و در نتیجه سیستم را ممکن است از لحاظ شرایط تنظیم ولتاژ تضعیف نماید. برای حذف این پدیده بایستی توان راکتیو مورد نیاز هر ژنراتور آسنکرون را بطور محلی جبران نمود. از آنجا که میزان توان راکتیو تولیدی توسط خازن وابسته به ولتاژ ترمینال ژنراتور می باشد و امکان تغییر پیوسته در مقدار آن نیست، در شرایط مختلف بارگیری به منظور تثبیت فرکانس و دامنه ولتاژ، به مقادیر متغیری از توان راکتیو می باشد که این مسئله باعث می شود تا بکارگیری منابع توان راکتیو متغیر نظیر تجهیزات facts ضروری گردد. در پروژه حاضر ابتدا در فصل دوم به معرفی توربین انبساطی پرداخته می شود و پس از آن در فصل سوم ژنراتور آسنکرن تشریح می گردد. در فصل چهارم ادوات فاکت و کاربرد آنها بیان شده سپس در فصل پنجم به بیان مسئله و روش های بهبود پایداری ژنراتور آسنکرون پرداخته می شود. در فصل ششم شبیه سازی های مربوطه در محیط نرم افزار مطلب سیملینک انجام می شود، در فصل هفتم نتایج استخراج شده از شبیه سازی بررسی شده و پیشنهادات لازم بیان میگردد.