عملکرد در حالت ولتاژ پایین (حالت خطا) یک توربین بادیِ نوع ژنراتور القائی با تغذیۀ دوبل با استفاده از بازیاب دینامیکی ولتاژ در طی خطای متقارن و نامتقارن شبکه

چکيده 

کلمات کلیدی 

مقدمه

DFIG

شکل1-شماتیک یک DFIG  با DVR

دینامیک ولتاژ روتور

حفاظت کروبار

 كنترل RSC

شکل2-شماتیک توربین بادی با DFIGو ساختارکنترل DVR

كنترل مبدل LSC

سیستم الکتریکی

کنترل DVR

نتايج اندازه گيري 

- در این مقاله کاربرد بازیاب دینامیکی ولتاژ (DVR)متصل به یک توربین بادی وصل شده به یک ژنراتور القایی دو سو تغذیه (DFIG) مورد بررسی قرار گرفته است . این نوع اتصال این مکان را به یک سیستم توربین بادی می دهد که بدون وقفه افت ولتاژFRT را پوشش دهد. DVRمی تواند افت ولتاژ خط را جبران کند و در این میان DFIGقادر به ادامه کار در دیماند نامی می باشد. نتیجه شبیه سازی برای یک توربین 2MWواندازه گیری نتایج یک مدل آزمایشگاهی 22KW به ویژه برای خطای نا متقارن شبکه ارایه شده است. نتایج، تاثیر مثبت DVR در جبران سازی افت ولتاژ FRT در حضور crowbar (اهرم) می باشد که اجازه ادامه تولید توان راکتیو را نمی دهد، را نشان می دهد.

برای افزایش میزان توان در سیستم های غیر متمرکز انرژی های تجدید پذیر به ویژه سیستم انرژی بادی مستلزم بهبود کیفیت و عملکرد ایمن شبکه می باشد. بنابرین تولید توان اکتیور در حالت ماندگار قابل برسی می باشد. محدودیت ها و قوانین مزارع بادی را مقید می سازند که رفتاری مانند شبکه های دیگر در کنترل ولتاژ و فرکانس داشته باشند. در [1] جزییاتی از چگونگی والزامات تکنیکی مربوط به مزارع بادی آورده شده است. توربین بادی در حین خطای ولتاژ شبکه باید متصل به شبکه بماند و توان راکتیو مورد نیاز را پشتیبانی کند، در میان توربین های بادی توربین های ژنراتور القایی دو سو تغذیهل (DFIG)همچنانچه در [2]و[3] توضیح داده شده از نظر عملکرد در سرعت های مختلف، قابلیت کنترل توان اکتیو و راکتیو (به طور جداگانه )و میزان توان تبدیلی بهتری دارد. اما عکس العمل DFIG در اعوجاج های ولتاژ شبکه چنانچه در ]4[و]5 [گفته شده در افت ولتاژهای متقارن و نامتقارن حساس است و همچنین نیازمند حفاظت های اضافی جانبی برای مبدل الکترونیکی می باشد، به طور معمول یک شبکه مقاومتی که کروبار نامیده می شود در هنگام اضافه جریان یا اضافه ولتاژ لینک dc به مدار رتور وصل می شود و مبدل جانبي روتور (RSC) را غير فعال مي گرداند چنانچه در [6] و [7] و [8] توضيح داده شده است . اما زماني كه کروبار فعال مي شود باعث مي شود كه ماشين جريان زيادي كشيده چنانچه در [9] توضيح داده شده است منجر به كشيده شدن مقدار زيادي توان راكتیو از شبكه مي شود كه هنگامي كه كد واقعي شبكه مطلوب ما باشد قابل قبول نيست بنابراين روشهاي حفاظتي ايمن تر ديگري جهت خطاهاي منحني شبكه بايستي مورد بررسي قرار گيرد . راه حل هاي مختلفي با استفاده از سخت افزارهاي اضافي پيشنهاد شده است مانند مقاومت هاي ديناميكي سري شده در رتور [10] يا در استاتور [11] يا استفاده از يك مجموعه ي خط مبدل جانبي (LSC) [12] . جهت محدود كردن جريان رتور در ولتاژهاي گذراي شبكه، به وسيله ي تغيير دادن كنترل RSC انجام شود تا استفاده از سخت افزارهاي جانبي سيستم جلوگيري شود.RSC مي تواند به وسيله تغذيه ي مستقيم ولتاژ خطاي استاتور محافظت شود[13] . با بررسي شار نشتي استاتور [14] يا با استفاده از اندازه گيري جريان استاتور به عنوان مرجع براي كنترلرهاي جريان روتور [15]. ديگر انتشارات متمركز بر بهبود عملکرد ولتاژ شبكه در شرايط نامتقارن مي باشد [16]–[19]. يك جريان مغناطيس معكوس جهت حفاظت مبدل مورد استفاده قرار مي گيرد [20] . واضح است كه در طي افت هاي شديد ، فعاليت يك کروبار غير قابل جلوگيري است و بنابراين ادامه ي كنترل توان راكتيو غيرقابل تضمين خواهد بود . اگر يك وسيله ي الكترونيكي توان خارجي براي تصحيح خطاي ولتاژ شبكه مورد استفاده قرار گيرد، هرگونه روش حفاظتي در سيستم DFIG مي تواند غير موثر باشد مانند سيستمي كه در [21] معرفي شده است و با نام بازياب ولتاژ ديناميكي (DVR) معرفي مي شود كه يك مبدل منبع ولتاژ به صورت سري متصل به شبكه براي تصحيح خطاهاي ولتاژ خط متصل شده است. مزاياي اين گونه وسايل حفاظت خارجي ، كاهش پيچيدگي در سيستم DFIG مي باشد و از معايب آن هزينه ي بيشتر و پيچيدگي در DVR مي باشد . نكته اين كه يك DVR مي تواند يك توربين بادي كه كاملا رفتار FRTرا به وجود نمي آورد يا هرگونه توزيع بار در يك شبكه ي كوچك را حفاظت كند . تركيب مختلف DVRها با توجه به ميزان ولتاژ و توان آن ها در [22] مقايسه شده است . يك DVR ولتاژ متوسط در [23] معرفي شده است . ساختار كنترل آنها بر پايه ي كنترل كننده هاي رزونانسي در تصحيح ولتاژهاي نامتقارن ارائه گرديده است