طراحی فیلترهای اکتیو قدرت با UPQC
75 صفحه در قالب word
چکیده:
این پایان نامه گذری مختصر بر فیلترهای اکتیو قدرت است که در آن به اجمال در مورد ساختار اولیه ، طراحی وانواع این فیلترها مورد بحث قرار می گیرند.
هدف اصلی این رساله اینست که روش های مختلف طراحی فیلتر های اکتیو قدرت را با به کار گیری سیستم Unified Power Qualit Conditioner یا به طور خلاصه UPQCرا مورد ارزیابی و کنکاش قرار دهد و با مقایسه آنها در نهایت بتواند روشهای بهینه و کاربردی را معرفی نماید.
یک تفسیر مختصر اینست که یکی از عناصر شناخته شده در بهبود کیفیت توان UPQC است که شامل یک فیلتر اکتیو موازی، یک فیلتر اکتیو سری و لینک DC مشترک بین این دو فیلترمی باشد. این ترکیب که در سال ۱۹۹۸ ارائه شد، می تواند اعوجاجهای جریان ناشی از بارهای غیرخطی و ولتاژ منبع را جبران کرده و قابلیت اطمینان شبکه را برای حفاظت بارهای حساس افزایش دهد .
به طور خلاصه می توان چکیده فصول موجود را بدین صورت ارائه نمود :
فصل دوم :
کیفیت بد توان بدلیل تبعات نامطلوب اقتصادی آن، امروزه مورد توجه جدی قرار گرفته است.
UPQC در واقع ترکیبی از دو فیلتر فعال سری و موازی است که طرف dc آنها توسط یک خازن یا سلف به عنوان عناصر ذخیره کننده انرژی، به یکدیگر متصل شده است. این سیستم به طور همزمان قابلیت بهسازی و کنترل چند پارامتر شبکه را دارا است و می تواند در سیست مهای توزیع برای جبران بار هایی که جریان هامونیکی دارند، به کار رود.برای کنترل UPQC ابتدا سیگنال های مبنای جبرانسازی از روی سیگنال های اندازه گیری شده و با توجه به اهداف جبرانسازی استخراج می شود. در این فصل روش های استخراج سیگنال های مبنای جبران سازی در سه حوزه زمان، فرکانس و زمان- فرکانس مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین ضمن اشاره به رو شهای مورد استفاده برای کنترل مبدل های قدرت، روش کنترل ردیاب باند کلید زنی معرفی شده است. از تلفیق این روش با روش توان راکتیو لحظه ای می توان برای کنترل UPQC استفاده کرد. شبیه سازی انجام شده با Simulink صحت عملکرد روش کنترل در حذف هارمونیک های موجود را نشان می دهد.
فصل سوم :
در این فصل به قابلیت های یکی از ادوات کنترل پذیر پیوسته سیستم های ,Custom Power یعنی UPQC پرداخته می شود. در ابتدا پس از بیان ضرورت کاربرد ادوات Custom Power , در شبکه های توزیع، ساختمان و اصول عملکرد UPQC بیان می شود. سپس استراتژی کنترلی جدید و اصلاح یافته ای با استفاده ازتئوری قاب مرجع همزمان برای UPQC ارایه می شود. با استفاده از این روش، نیازی به بکارگیری فیلت رهای بالا و پایین گذر که عموماً موجب ایجاد شیفت فاز و کاهش دامنه هارمونیک های عبوری از فیلتر ها می شوند نیست. از طرفی امکان تنظیم ولتاژ باس dc با استفاده از مدار کنترلی حلقه بسته ایجاد می شود و بطور همزمان آلودگی های موجود در بار (ازجمله عدم تعادلی) و منبع بهسازی (جبران) می گردد.
نکته برجسته روش پیشنهادی ایجاد توانایی متعادل سازی بار برای UPQC است.نتایج شبیه سازی توسط نرم افزار PSCAD/EMTDC بر روی یک شبکه توزیع نمونه تأیید کننده ایده و روش کنترلی ارائه شده دراین فصل بوده است.
فصل چهارم :
در UPQC فیلتر اکتیو موازی علاوه بر جبرانسازی توان راکتیو و هارمونیکهای جریان بار، موظف به تامین و ک نترل سطح ولتاژ DC است که این موضوع علاوه بر پیچیده کردن مدار کنترل فیلتر اکتیو موازی، محدوده توان عناصر آن را نیز افزایش می دهد .
برای حل این مشکل استفاده از یک یکسو کننده کنترل شده با کنترلر مستقل برای حفظ ولتاژ DC علاوه بر فیلتر اکتیو موازی در UPQC پیشنها د شد و به عنصر جدید UPQS که اول لغات (Universal Power Quality conditioning system) گفته می شود . از این عنصر به منظور تامین ولتاژ و جریان کاملأ سینوسی برای تغذیه بارهای حساس به کیفیت ت و ان استفاده می شو د . در این فصل ، کنترل UPQS با استفاده از تئوری توان راکتیو لحظه ای (pq) تحقیق و نتایج شبیه سازی با نرم افزار PSCAD/EMTDC ارائه شده است.
فصل پنجم :
اخیراً برای حذف هارمونیک ها در شبکه های قدرت، فیلترهای اکتیو مورد توجه و پیشرفت فراوان قرار گرفته اند. از مزایای این گونه فیلترها، حجم کمتر و مشخصات جبران کنندگی بهتر آنها نسبت به فیلترهای پسیو و مقابله خوب آنها با تغییرات اعوجاج خط است. در این فصل ایده های جدید برای ساختار فیلتر اکتیو قدرت بر اساس نظریه فیلترهای وقفی برای حذف اعوجاج های هارمونیکی در شبکه های قدرت تک فاز مطرح شده است. پایداری این تکنیک های جدید فیلتر اکتیو اثبات شده و شبیه سازی های لازم برای آنها انجام گرفته است. سپس مدارهای عملی آنها طراحی و ساخته شده و نتایج عملی مدارات ساخته شده نماینگر توانایی ها و مزایای این فیلتر اکتیو وقفی است. از مزایای مهم این تکنیک وقفی تخمین دقیق دامنه، فرکانس و فاز مؤلفه اصلی سیگنال ورودی است. به علاوه این ایده برای حذف اعوجاج از هر گونه شکل موج است و می تواند به راحتی به سیستم های دیگر و شبکه های سه فاز تعمیم داده شود. به علت وقفی بودن، این تکنیک قادر است خود را با تغییرات پارامتر های سیستم و محیط تطبیق داده و برای رفتار بهینه تنظیم شود.
فهرست مطالب :
فصل ۱- مقدمه
فصل ۲- مقایسه روش های کنترل سیستم UPQC و معرفی یک روش کنترل بهینه
۲-۱- مقدمه
۲-۲- تئوری توان لحظه ای
۲-۳- پیکربندی UPQC
۲-۴- روش های کنترل
۲-۴-۱- تولید سیگنال مبنا
۲-۴-۲- کنترل مبدل های قدرت
۲-۴-۳- کنترل بهینه سیستم UPQC
۲-۵- شبیه سازی
۲-۶- نتیجه گیری
فصل ۳- روش کنترلی مناسب برایUPQC به منظور بهسازی جامع اغتشاشات مخلّ در کیفیت توان
۳-۱- مقدمه
۳-۲- UPQC ساختار و وظایف پایه ای
۳-۳- کنترلUPQC
۳-۳-۱- استراتژی کنترلی قسمت موازی
۳-۳-۲- استراتژی کنترلی قسمت سری
۳-۴- شبکه نمونه و مدل سازی اغتشاشات
۳-۴-۱- بهسازی جریان
۳-۴-۲- بهسازی ولتاژ بار در باس PCC
۳-۵- نتیجه گیری
فصل ۴- بهبود کیفیت توان با استفاده از UPQS در شبکه های توزیع
۴-۱- مقدمه
۴-۲- اشکال فیلترهای اکتیو
۴-۳- ساختار UPQS
۴-۴- استخراج سیگنالهای مرجع
۴-۵- کنترل مبدلها
۴-۶- نتایج شبیه سازی
۴-۷- نتیجه گیری
فصل ۵- طراحی و ساخت فیلتر اکتیو وقفی برای تخمین دقیق و حذف اغتشاشات شبکه های AC
۵-۱- مقدمه
۵-۲- مدل ریاضی فیلتر اکتیو برای حذف اعوجاج از هر گونه شکل موج
۵-۲-۱- یافتن به صورت وقفی
۵-۳- طراحی و ساخت فیلتر اکتیو وقفی برای حذف اعوجاج در شبکه ac تکفاز
۵-۴- تخمین دامنه و فاز با فرض ثابت بودن فرکانس
۵-۴-۱- اثبات پایداری سیستم
۵-۵- تخمین دامنه، فاز و فرکانس در الگوریتم وقفی
۵-۶- طراحی و ساخت مدار عملی
۵-۷- نتیجه گیری
۵-۸- پیشنهادات
مراجع
مقدمه
امروزه با گسترش کاربرد بارهای غیرخطی مانند مبدل های صنعتی،کوره های قوس الکتریکی و منابع تغذیه سوئیچینگ در شبکه های توزیع از یک سو و افزایش بارهای حساس الکترونیکی که نیاز به منبع ولتاژ ایده آل سینوسی دارند از سوی دیگر؛ مساله کیفیت توان مورد توجه جدی قرار گرفته است. همچنین رقابتی شدن بازار انرژی الکتریکی در بسیاری از کشورها، افزایش سرمایه گذاری در زمینه عرضه انرژی الکتریکی با کیفیت مطلوب را در پی داشته است.
یکی از روش هایی که برای بهسازی کیفیت توان موجود است، نصب UPQC در شبکه توزیع- بویژه در جاورت بارهای غیرخطی- می باشد. UPQC ترکیبی از دو فیلتر فعال سری و موازی می باشد که توسط یک عنصر ذخیره کننده، اتصال مشترک DC دارند(Fryze). این جبرانساز متعلق به نسل جدید ادوات بهساز کیفیت توان بوده و برای اولین بار تحت عنوان universal active filter در 1995 پیشنهاد شده است(Akagi) .
یکی از مهمترین قسمت های سیستم UPQC بخش کنترل آن می باشد که وظیفه تولید سیگنال فرمان برای کنترل اینورترها را بر عهده دارد. در این فصل ضمن دسته بندی و مقایسه رو شهای کنترل سیستم UPQC به معرفی یک روش کنترل بهینه برای این سیستم پرداخته شده است. بخش 2 به تعاریف توان لحظه ای که اساس روش زمانی استخراج سیگنال مبنا م یباشد پرداخته است. در بخش 3 پیکربندی های رایج مدار قدرت سیستم مورد توجه قرار گرفته است. بخش 4 به بررسی روش های کنترل اختصاص دارد. در این بخش روش های کنترل در دو قسمت استخراج سیگنا لهای مبنا و کنترل مبد لهای قدرت بررسی شده است. در بخش 5 نتایج شبیه سازی ارایه شده و در پایان نتیجه گیری آمده است.
2. تئوری توان لحظه ای
با وجود اینکه تعاریف توان برای سیستم های سینوسی یکتاست؛ در حالت غیرسینوسی هیچ توافق عمومی برای استفاده از یک تعریف خاص وجود ندارد. تعاریف توان لحظه ای در دو حوزه زمان و فرکانس مطرح است. هم اکنون بدلیل کاربرد عملی در الگوریتم های کنترلی، تعاریف حوزه زمان بیشتر مورد توجه میباشد.
براساس تعاریف فریتس 1 از توان لحظه ای، توان راکتیو شامل بخش هایی از ولتاژ و جریان می باشد که در ایجاد توان اکتیو شرکت نمی کنند. بر این اساس توان های لحظه ای اینگونه تعریف می شوند:
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
طراحی فیلترهای اکتیو قدرت با UPQC