حراج!

کنترل فرکانس سیستم قدرت در حضور منابع انرژی تجدید پذیر به کمک سیستم ذخیره ساز باتری

99,000تومان 19,000تومان

توضیحات

دانلود و مشاهده قسمتی از متن کامل پایان نامه :

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

دانشگاه علوم و فنون مازندران

 

پایان نامه

مقطع کارشناسی ارشد

رشته: مهندسي برق قدرت

عنوان :کنترل فرکانس سیستم قدرت در حضور منابع انرژی تجدید پذیر به کمک سیستم ذخیره ساز باتری 

 

چکیده:

   رسیدگی به تقاضای روز افزون جهانی و تولید برق قابل اطمینان و پایدار، تبدیل به یک نگرانی اصلی در بخش تولید برق شده است.در حال حاضر، نیروگاه های سوخت فسیلی منبع اصلی و عمده سیستم تولید برق جهان می باشند. از سوی دیگر این نیروگاه ها دلیل اصلی برای آلودگی محیط زیست به شمار می روند.برای حل این مسئله می توان به نقش کلیدی منابع تجدید پذیر توجه کرد، به همین دلیل است  که بازار برق امروز به این دست انرژی های نو ،توجه ویژه دارد و در حال حاضر تمرکز اصلی مهندسین بر واحد تولید بادی و خورشیدی می باشد که منابع تزریق توان بدون آلاینده به شبکه هستند.

    یکی از چالش های  پیشرو در بهره برداری از این منابع ،تغییرات سرعت باد و تغیر در تابش خورشیدمی باشد که پدیده های تصادفی محسوب گشته و موجب نوسان در توان تولیدی خروجی می شوند. این نوسانات توان می توانند باعث افزایش یا کاهش فرکانس خارج از محدوده مجاز  یک ریز شبکه شوند.

    روش های متعددی به منظور کاهش نوسانات فرکانسی تا کنون ارائه گردیده است ، در این پایان نامه کنترل کننده ای بر اساس روش کنترلی تزریق توان طراحی شده است . کنترل کننده در صورت اعوجاجات فرکانسی ناشی از عدم تعادل توان تولیدی و مصرفی در سیستم قدرت مورد مطالعه، وارد عمل می شود . اصول کار کنترل کننده ی پیشنهادی، اندازه گیری فرکانس در تمام نواحی کنترلی، پردازش آنها و ایجاد یک خروجی کنترلی از جنس فرکانس، برای سیستم می باشد. این خروجی به سیگنال کنترلی از جنس توان تبدیل شده، تا ورودی مناسبی برای واحد های تولید باشد

اختلاف میان مجموع توان تولیدی حاصل از مشارکت واحدهای تولید حرارتی ، خورشیدی و بادی  با بار مصرفی سیستم  محاسبه می گردد ،اگر مقدار بدست آمده مقداری مثبت باشد، به باتری دستور شارژ داده می شود و به عنوان مصرف کننده عمل می کند .اگر با وجود شارژ باتری این اختلاف همچنان وجود داشته باشد کنترل کننده باید بتواند یک و یا واحد های تولید متداول بیشتری را غیر فعال نماید وتنها منابع تجدید پذیر وارد عمل گردند، اگر مقدار بدست آمده مقداری منفی باشد کنترل کننده به باتری دستور دشارژ میدهد، تا به تولید کمک کنند . مقدار توان  تعیین شده به عنوان سیگنال مرجع با توان اندازی گیری شده مقایسه می گردد و اختلاف این دو بعد از عبور کنترلر PI حداقل می گردد ، تا مقدار اندازه گیری شده را به مقدار مرجع برساند.زمانی که این اتفاق می افتد فرکانس نیز روی 50 هرتز تنظیم می شود. علت استفاده از این روش نیز، کم حجم بودن محاسبات و سازگاری با تغییرات دینامیکی سیستم است.

   برای بررسی صحت عملکرد این کنترل کننده یک سیستم پنج شینه، حاوی منابع تجدیدپذیر بادی و خورشیدی مورد بررسی قرار گرفته ، سعی شده سیستم مشابه شبکه های امروزی و حتی شبیه شبکه هایی که در آینده ی نزدیک استفاده خواهند شد، باشد. شبیه سازی آن بوسیله نرم افزار  انجام شده است

کلید واژه:کنترل فرکانس، سیستم ذخیره ساز باتری ، سلول های خورشیدی ،مزرعه بادی و تزریق توان

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                            صفحه

فهرست علائم و نشانه ها…………………………………………………………………………………………………………….ي

فهرست جدول ها……………………………………………………………………………………………………………………….ك

فهرست شکل ها………………………………………………………………………………………………………………………..ل

فصل1-مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………….1

1-1-مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………..2

1-2-تاریخچه……………………………………………………………………………………………………………………………2

1-3-.هدف از انجام پژوهش……………………………………………………………………………………………………….4

1-4-نوآوری پژوهش…………………………………………………………………………………………………………………4

1-5- ساختار گزارش…………………………………………………………………………………………………………………5

فصل 2- بررسی روش های کنترل فرکانس و روش پیشنهادی…………………….. …………………………………6

2-1-مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………..7

2-2-اهمیت تنظیم فرکانس………………………………………………………………………………………………………….7

2-3-بررسی روش های کنترل تولید و فرکانس………………………………………………………………………………8

2-3-1-کنترل فرکانس به کمک زاویه گام…………………………………………………………………………………….8

2-3-2-کننرل فرکانس به کمک ذخیره سازهای انرژی…………………………………………………………………….8

2-3-3-کنترل فرکانس  به کمک روش های  مبتنی بر پیش بینی…………………………………………………………9

2-3-4-کنترل فرکانس به کمک روش کنترل بار- فرکانس………………………………………………………………10

2-4-روش مورد استفاده در این پایان نامه……………………………………………………………………………………..11

2-5-نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………………..12

فصل3-ساختار سیستم مورد مطالعه و روش کنترل پیشنهادی …………………………………………………………..13

3-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….14

3-2-معرفی سیستم قدرت مورد مطالعه………………………………………………………………… ……………………..14

3-2-1–معرفی شکل اولیه سیستم قدرت بدون حضور منابع تجدیدپذیر…………………………………………. 14

3-2-2-معرفی شکل نهایی سیستم قدرت با حضور منابع تجدیدپذیر و باتری………………………………….. 15

3-2-3-معرفی و تفکیک نواحی سیستم قدرت مورد مطالعه…………………………………………………………….16

3-2-4-مقدار ولتاژ نامی سیستم و امپدانس خطوط…………………………………………………………………………17

                                                   فهرست مطالب

عنوان                                                                                                            صفحه

3-2-5-معرفی واحدهای تولید شبکه……………………………………………………………………………………………18

3-2-5-1 -واحدهای تولید حرارتی……………………………………………………………………………………………..18

3-2-5-2-مشخصات واحد تولید بادی…………………………………………………………………………………………19

3-2-5-3-مشخصات واحد تولید خورشیدی…………………………………………………………………………………20

3-2-5-4-مشخصات سیستم ذخیره ساز باتری………………………………………………………………………………22

3-2-6-اندازه گیری فرکانس سیستم……………………………………………………………………………………………..23

3-2-7- جزئیات عملکرد کنترل کننده …………………………………………………………………………………………24

3-2-8-معرفی روش تحلیل مدار به کار رفته…………………………………………………………………………………25

3-3- نحوه عملکرد واحد تولید حرارتی مجهز به حلقه کنترل فرکانس……………………………………………..26

3-3-1-مدلسازی واحد تولید حرارتی برای بررسی پاسخ فرکانسی…………………………………………………..27

3-4-کنترل فرکانس در سیستم قدرت بهم پیوسته…………………………………………………………………………..29

3-4-1- مفهوم ناحیه کنترلی در سیستم قدرت……………………………………………………………………………….29

2-4-3-معرفی روابط حاکم میان نواحی کنترلی……………………………………………………………………………..30

3-5-ساختار سيستم توليد توان خورشيدي…………………………………………….. ……………………………………35

31-5–مبدلبه……………………………………………………………………………………………………………35

32-5–كنترل و ردياب نقطه حداكثر توان ……………………………………………………………………………………35

33-5– مدل سلول خورشيدي ………………………………………………………………………………………………….36

34-5–عوامل تعيين كننده دماي سلول…………………………………………………………………………………………37

35-5– رابطه ولتاژ نقطه كار با شدت تابش………………………………………………………………………………….39

36-5–بررسی سیستم  تولید توان فوتو ولتائیک…………………………………………………………………………….39

3-6- مدل آیرودینامیکی توربین بادی……………………………………………………………………………………………40

3-7-نحوه عملکرد کنترل کننده پیشنهادی……………………………………………………………………………………..41

3-8- نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………………43

فصل4 –نتایج شبیه سازی…………………………………………………………………………………………………………….44

-1-4مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….45

-2-4نمودار بار متغیر…………………………………………………………………………………………………………………45

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                            صفحه

-3-4اعمال تغییرات پله ای به بار………………………………………………………………………………………………….45

-4-4نقش ذخیره ساز باتری در صورت تغییرات بار……………………………………………………………………….46

4-5-نمودار سرعت باد……………………………………………………………………………………………………………….47

4-6-نمودار توان تولیدی بادی……………………………………………………………………………………………………..47

4-7-نتیجه استفاده از ذخیره ساز باتری در حضور واحد تولید بادی………………………………………………….48

-8-4نمودار تابش خورشیدی……………………………………………………………………………………………………….48

-9-4نمودار توان واحد خورشیدی……………………………………………………………………………………………….49

-10-4اعمال کنترل کننده به واحد تولید خورشیدی………………………………………………………………………..49

-11-4نتایج اعمال کنترل کننده به واحد تولید خورشیدی………………………………………………………………..49

4-12- استفاده از کنترل کننده در زمان حضور تمام واحدهای تولید در شبکه…………………………………….50

4-12-1- نتیجه اعمال کنترل کننده به سیستم – حالت کلی……………………………………………………………..50

فصل 5-جمع بندی و پیشنهادات………………………………………………………………………………………………….52

5-1-جمع بندی…………………………………………………………………………………………………………………………53

5-2-پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………….54

فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………..55

واژه نامه فارسی به انگلیسی………………………………………………………………………………………………………….60

وازه نامه انگلیسی به فارسی………………………………………………………………………………………………………….62

چکیده انگلیسی………………………………………………………………………………………………………………………….65

فهرست علائم ونشانه ها

عنوان                                                                                               علامت اختصاری

ثابت اینرسی……………………………………………………………………………………………………………………………..

ثابت لختی……………………………………………………………………………………………………………………………….

مشخصه های افتی واحد تولید………………………………………………………………… ………………………………….

رديابي حداكثر توان انتقالي…………………………………………………………………………………………………..

فوتوولتائیک…………………………………………………………………………………………………………………………….

میزان نوسانات فرکانس شبکه……………………………………………………………………………………………………..

میزان تغییرات بار……………………………………………………………………………………………………………………..

میزان تغییرات توان مکانیکی ژنراتور …………………………………………………………………………………………

توان عبوری از خطوط ارتباطی………………………………………………………………………………………………..

ضریب میرایی بار……………………………………………………………………………………………………………………….

راکتانس خط ارتباطی بین ناحیه و………………………………………………………………………………………….

زاویه توان داخلی ماشینام…………………………………………………………………………………………………………

زمان نمونه گیری………………………………………………………………………………………………………………………..

ژنراتور توربین بادی……………………………………………………………………………………………………………….

سرعت باد………………………………………………………………………………………………………………………………..

توان ژنراتور………………………………………………………………………………………………………………………………

اینرسی توربین بادی…………………………………………………………………………………………………………………….

گشتاور باد……………………………………………………………………………………………………………………………….

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                           صفحه

جدول 1-1: دسته بندی منابع بر حسب موضوع……………………………………………………………………………..15

جدول 3-1:جزئیات امپدانس و طول خطوط ارتباطی میان ناحیه ای………………………………………………….18

جدول 3-:2مقادیر نامی تولید در واحد های حرارتی……………………………………………………………………….19

جدول 3-3-معرفی پارامترهای سلول خورشیدی……………………………………………………………………………37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها

عنوان                                                                          صفحه

شکل 3-1:شکل اولیه سیستم مورد بررسی…………………………………………………………………………………….14 شکل3-2:شکل نهایی سیستم مورد بررسی…………………………………………………………………………………….15

شکل3-2: نواحی کنترلی سیستم…………………………………………………………………………………………………..16

شکل 3-4: واحد تولید حرارتی شبکه…………………………………………………………………………………………..18

شکل3-5:بلوک دیگرام واحد تولید بادی……………………………………………………………………………………….20

شکل3-6:بلوک دیاگرام واحد تولید خورشیدی………………………………………………………………………………21

شکل3-7-منحنی جریان – ولتاژ………………………………………………………………………………………………….21

شکل3-8-منحنی توان – ولتاژ…………………………………………………………………………………………………….22

شکل 3-9: بلوک دیاگرام واحد ذخیره ساز باتری……………………………………………………………………………22

شکل3-10: جزییات پارامترهای باتری مورد استفاده………………………………………………………………………..23

شکل 3-11: اندازه گيري فرکانس- حلقه ي قفل شده ي فاز……………………………………………………………23

شکل 3-12:جزییات پارامترهای کنترلر مورد استفاده در توربین بادی…………………….. ………………………..24

شکل3-13: بلوک کنترل توان حقیقی وموهومی دریافتی از منبع………………………………………………………..25

شکل:14-3 ژنراتور سنکرون مجهز به حلقه  کنترل فرکانس…………………………………………………………….26

شکل3-15: تابع تبدیل مدل کننده ژنراتور- بار……………………………………………………………………………….27

شکل3-16: مدل ساده شده ی شکل3-14……………………………………………………………………………………..28

شکل3-17:مدل توربین – گاورنر سیستم برای: (a) واحد بخاری بدون باز-گرم کننده (b) واحد بخاری

دارای باز-گرم کننده (c) واحد آبی……………………………………………………………………………………………….29

شکل3-18: مدل ترکیبی گاورنر با حلقه کنترل فرکانس برای یک واحد بخاری بدون باز-گرمکن………….30

شکل 3-19: سیستم با   nناحیه کنترلی………………………………………………………………………………………….30

شکل3-20: بلاک دیاگرام نشان دهنده تغییرات توان میان ناحیه کنترلی i و دیگر نواحی، در یک سیستم

قدرت با n ناحیه کنترلی………………………………………………………………………………………………………………32

شکل 3-21 : بلوک دیاگرام نشان دهنده کنترل ناحیهi ام…………………………………………………………………..32

شکل3-22:کنترل در ناحیه i ام با حلقه کنترل تکمیلی……………………………………………………………………..33

شکل3-23: معادل سیستم برای تحلیل کنترل بار فرکانس………………………………………………………………..34

شکل3-24:بلوك دياگرام سيستم توليد توان خورشيدي……………………………………………………………………35

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                            صفحه

شکل 3-25 :مدل سلول خورشیدی……………………………………………………………………………………………….36

شکل3-26:سیستم تولید توان فتو ولتائیک………………………………………………………………………………………40

شکل 3-27: :مدل سیستم ژنراتور توربین باد………………………………………………………………………………….40

شکل 3-28:سیستم ژنراتور توربین بادی………………………………………………………………………………………..41

شکل 3-29:کنترل در ناحیه 1 با لحاظ کردن منابع تجدید پذیر همراه با حلقه کنترل  تکمیلی……………….42

شکل 3-30:کنترلر……………………………………………………………………………………………………………………….43

شکل4-1 : بار متغیر………………………………………………………………………………………………………………….. 45

شکل 4-2: نمودار پالس اعمالی به بار…………………………………………………………………………………………..46

شکل 4-3: مقایسه نوسانات فرکانس با اعمال تغییرات پله ای در بار .صورتی بدون حضور باتری، آبی با حضور ذخیره ساز باتری ……………………………………………………………………………………………………………46

شکل 4-4 نمودار سرعت باد ……………………………………………………………………………………………………..47

شکل 4-5 :توان تولیدی واحد بادی…………………………………………………………………………………………….47

شکل  :6-4مقایسه نوسانات فرکانس با وارد شدن واحد تولید بادی .صورتی بدون حضور باتری، آبی با حضور ذخیره ساز باتری……………………………………………………………………………………………………………48

شکل  7-4:نمودار تابش خورشید……………………………………………………………………………………………….48

شکل 4-8 :توان تولیدی واحد خورشیدی……………………………………………………………………………………49

شکل 4-9:مقایسه نوسانات فرکانس با وارد شدن واحد خورشیدی .صورتی بدون حضور باتری، آبی با حضور ذخیره ساز باتری……………………………………………………………………………………………………………50

شکل 4-10:مقایسه نوسانات فرکانس با وارد شدن واحد خورشیدی و بادی .صورتی بدون حضور باتری، آبی با حضور ذخیره ساز باتری…………………..…………………….…………..……….…………………..51

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

مقدمه

 

1-1-مقدمه

امروزه با افزایش روز افزون تقاضا برای انرژی الکتریکی، چالشهای جدیدی پیشروی صنعت برق قرار گرفته است؛ یکی از این چالشها رو به پایان بودن سوختهای فسیلی است. از سوی دیگر، قیمت بالا و روبه رشد سوختهای تجدید ناپذیر، مشکلات زیست محیطی و دیگر مشکلات عدیده ی مربوط به این نوع سوخت ها، تمایل برای تولید الکتریسیته از منابع انرژی نوین را افزایش داده است. امروزه استفاده از انرژی های تجدید پذیر[1] در شبکه به امری رایج بدل شده و البته چالشهایی را نیز به دنبال خود داشته است.

این منابع تولید انرژی، پدیده های تصادفی محسوب می شوند و  تغییرات سریع آب و هوایی و مشخص نبودن ميزان توليد آنها سبب ایجاد نوسانات بالایی در توان تولیدی به شبکه ایجاد می کنند. نوسان توان نیز منجر به نوسان فرکانس می گردد .این امر در کیفیت توان و پایداری شبکه تنش هایی را ایجاد خواهد کرد. به همین دلیل روش های کنترل فرکانس و حفظ پایداری شبکه اهمیت خاصی پیدا کرده است. در ادامه اين فصل به بررسی لزوم کنترل فرکانس و هدف اجرای اين طرح می‌پردازيم و نوآوری اين پايان‌نامه و ساختار آن را مطرح خواهيم کرد.

1-2-تاریخچه

   توسعه شگرف علم و فن‌آوري در جهان امروز ظاهراً آسايش و رفاه زندگي بشر را موجب شده است.  ليكن اين توسعه يافتگي، مايه بروز مشكلات تازه‌اي نيز براي انسان‌ها شده است كه از آن جمله مي‌توان به آلودگي محيط زيست، تغييرات گسترده آب‌وهوايي در زمين و غيره اشاره نمود. به ويژه مي‌دانيم كه نفت و مشتقات آن از سرمايه‌هاي ارزشمند ملي و حياتي كشور مي‌باشند كه مصرف غيربهينه از آنها گاهي زيان‌هاي جبران ناپذيري را ايجاد مي‌كند. از اين رو صاحبنظران و كارشناسان به دنبال منابعي هستند كه به تدريج جايگزين سوخت‌هاي فسيلي شوند. سوخت‌هاي فسيلي آلودگي‌هاي زيست محيطي بيشماري را ايجاد مي‌نمايند. چنانچه افزايش دمای هوا مطابق روند فعلي ادامه يابد بازگرداندن آن به وضعيت سابق تقريباً غيرممكن خواهد بود.  بهترين راه حلي كه اكثر دانشمندان پيشنهاد كرده‌اند متوقف كردن روند رو به رشد اين گازهاي مضر است. متخصصان بر اين باورند كه با استفاده از انرژي‌هاي پاك نظير انرژي خورشيدي، بادي، زمين گرمايي، هيدروژن و ….به جاي انرژي‌هاي حاصل از سوخت‌هاي فسيلي، از آلودگی‌های زيست  محيطی و خطرات مرتبط بر آن جلوگيری خواهد شد. از سوی ديگر انرژی‌های فسيلی مانند نفت، گاز و زغال سنگ سرانجام روزي به پايان خواهند رسيد و با پايان گرفتن آنها تمدن بشري كه بستگي مستقيم به انرژي دارد دچار چالش جديد و بزرگ خواهد شد. اين امر سبب شده است كه كشورهاي توسعه يافته صنعتي با جديت هر چه تمامتر استفاده از ساير انرژي‌هاي موجود در طبيعت و به خصوص انرژي‌هاي تجديد شونده را مورد توجه قرار دهند. استفاده از انرژي خورشيد، باد ، امواج، زمين گرمايي، هيدروژن، زيست توده و … كه به انرژي‌هاي تجديدپذير موسومند مستلزم مطالعات و تحقيقات فراواني مي‌باشد كه قبل از استفاده بايد انجام گيرند. مجموعه انرژي‌هاي تجديدپذير روز به روز سهم بيشتري را در سيستم تأمين انرژي جهان به عهده مي‌گيرند. انرژي‌هاي تجديدپذير به ويژه براي كشورهاي در حال توسعه از جاذبه بيشتري برخوردار است. لذا در برنامه‌ها و سياست‌هاي بين المللي از جمله در برنامه‌هاي سازمان ملل متحد در راستاي توسعه پايدار جهاني نقش ويژه‌اي به منابع تجديد پذير انرژي محول شده است.

انرژی باد يکی از انواع اصلی انرژی‌های تجديدپذير می‌باشد که از گذشته‌های دور همواره مورد توجه انسان‌ها بوده است. اولين گام واقعی برای مهار انرژی باد به 200 سال پيش از ميلاد باز می‌گردد، هنگامی که ايرانيان باستان از آسياب‌های بادی قرن ها قبل از کشور‌های اروپايی استفاده می‌کردند. در قرن 18 با ظهور توربين‌های بادی اوليه در ايالت متحده آمريکا با ظرفيت12 کيلووات، اين امکان برای توليد برق از اين منبع پايدار فراهم شد. مانند منابع تجديدپذير ديگر، باد دارای دسترسی وسيع جهانی است، اما به طور قابل‌توجهی نسبت به ساير منابع تجديد‌پذير با توجه به تجاری بودن آن پيشرفت داشته است، بعلاوه انرژی باد دارای کمترين ميزان CO2 در ميان منابع تجديدپذير ديگر می باشد. متوسط نرخ رشد استفاده از باد در بين سال‌های 2005 و 2010 ، 27 % بوده است ،دلايل اصلی اين رشد قابل توجه بهبود ظرفيت توربين‌های بادی (در برخی موارد تا 40%) و افزايش قابليت اطمينان و اندازه توربين‌ها می‌باشد.

    ظرفيت توربين ارتباط نزديکی به منطقه روتور دارد، در حال حاضر بزرگترين توربين دارای ظرفيت 6-5 مگاوات با روتوری به قطر 126  متر می‌باشد. تا به امروز حداقل 83 کشور در حال اجرای استفاده از انرژی باد به طور تجاری می‌باشند.

    پيش‌بينی می‌شود که تا سال 2030، 1900 گيگاوات ظرفيت جديد در سراسر جهان  نصب خواهد شد. مهم‌ترين علت رشد قابل توجه بازار انرژی باد، قيمت رقابتی آن در مقايسه با ساير منابع انرژی می‌باشد، حتی سوخت‌های فسيلی می‌باشد. قيمت توليد برق بادی به کاهش خود ادامه خواهد داد، در حاليکه هزينه‌ی برق سوخت فسيلی افزايش می‌يابد. همچنين کشور ايران سرشار از منابع تجديدپذير و تجديدناپذير می‌باشد. موقعيت جغرافيايی کشور ايران موجب شده است که منبع بسيار بزرگی از انرژی‌های خورشيدی و بادی در آن موجود باشد، بنابراين کشور ايران نيز همواره برنامه‌های ملی ويژه‌ای در دست اقدام داشته و استفاده از انرژی‌های نو و تجديدپذير مورد تاکيد بوده است.

1-3- هدف از انجام پژوهش

 با بررسی‌های انجام شده اين نتيجه حاصل شده است که در بين انرژی‌های تجديدپذير انرژی باد و خورشید از پيشرفت بيشتری برخوردار بوده و اکثريت توليد توان در بين انرژی‌های تجديد‌پذير توسط این دو منبع تامين می‌گردد.

   حضور نیروگاه های وابسته به انرژی های نو، تنش ها و نوسانات شدیدی را در توان حقیقی [2] تزریقی به شبکه، و در نتیجه فرکانس و سایر پارامترهای الکتریکی شبکه به وجود می آورد. همچنین مشخص نبودن ميزان توليد و تغييرات سريع این منابع يکی از موانع اساسی در اتصال انرژی نيروگاه‌های تجدیدپذیر به شبکه سراسری می‌باشد. از اینرو برای حصول اطمینان از تعادل میان تولید و عرضه برق مورد تقاضا، محدودیت هایی وجود دارد که سبب پیچیدگی و مشکلات استفاده از انرژی های تجدید پذیر می گردد.در این شرایط باید راهکاری برای کنترل سیستم قدرت اتخاذ شود تا این نوسانات دینامیکی مدیریت شده و دامنه آنها محدود گردد.

هدف اساسی از نگارش این پایان نامه تنظیم نمودن فرکانس شبکه بر روی مقدار مرجع خود، آن هم با دقتی شایسته می باشد؛ به طوری که سیستم در حضور واحدهای بادی [3]و خورشیدی [4] نیز قادر به کارکرد قابل قبول بوده و نوسانات، پایداری شبکه را مورد تهدید قرار ندهند. این مساله نیازمند وجود یک کنترل کننده در سیستم است تا تمام واحدهای تولید را، با تعیین مقداری مرجع برای آنها، کنترل کند.

1-4- نوآوری پایان نامه

تاکید ویژه ی این پروژه  تلاش برای افزایش پایداری و کیفیت توان ارایه شده در شبکه قدرت مدرنی است که در آن منابعی تجدید پذیر، از جمله نیروگاه بادی و نیروگاه خورشیدی حضور داشته باشند. انتظار می رود تا با طراحی و بهره گیری مناسب از کنترل کننده به روش تزریق توان، تولید انرژی به صورت مناسب و منسجم مدیریت شود و این پروسه، کمینه شدن نوسانات فرکانس را نتیجه دهد. به طوری که نوسان فرکانس[5]حول فرکانس مرجع، کمتر شود بدون اینکه بارهای شبکه مدیریت شده و یا در آنها دخالت صورت گیرد.

باید اضافه کرد روش پیشنهادی میتواند تمام واحدهای تولیدی را کنترل کندو  هیچ گونه محدودیتی نمی پذیرد و همچنین می تواند برای چند ناحیه کنترلی [6]مختلف به کار رود ،بدین صورت که این نواحی ، از طریق خطوط ارتباطی با هم مرتبط هستند و تعادل بین بار و تولید برقرار می گردد. البته این هدف زمانی تامین می شود که عمل کنترلی دو هدف زیر را برآورده سازد:

-1فرکانس را در مقدار برنامه ریزی شده قرار دهد.

2-توان خالص تبادلی با نواحی همسایه را به مقدار برنامه ریزی شده برساند.

1-5-  ساختار گزارش

   پس از مطالعه مقدمه و هدف و نوآوری در اين فصل در فصل دوم، ابتدا به معرفی  انواع روش‌های کنترل فرکانس و تحقيقاتی که در اين زمينه تا کنون انجام گرفته مي‌پردازد و سپس بررسی روش کنترلی پیشنهاد شده و جزییات آن پرداخته و مبانی تئوریک لازم بیان میگردد. در فصل سوم ابتدا سيستم مورد مطالعه و اطلاعات مربوط به آن را بررسی کرده و در قسمت بعدی ساختار روش پيشنهادی معرفی می‌گردد. در  فصل چهارم به بررسی نتايج شبيه‌سازی می‌پردازد در پايان در فصل پنجم جمع‌بندی و روش‌های پيشنهادی جهت ادامه کار ارائه مي‌گردد.

فصل دوم

بررسی روش های کنترل فرکانس و روش پیشنهادی

2-1-مقدمه

با افزایش تقاضای انرژی الکتریکی ،نظر متخصصین ومهندسین بیش از پیش به سمت منابع تجدید پذیر جلب شده است بطوریکه تا کنون تحقیقات ومطالعات زیادی در این حوزه انجام شده است .مطالعات انجام شده به محققان اجازه داده تا کنترل و بهینه سازی شرایط کارکرد تجهیزات و ادوات پیچیده امروزی را در دست گیرند .تا کنون مطالعات متعددی برای بهبود ومعرفی تکنيک‌های کنترل فرکانس توسط محققان در اين زمينه انجام شده است. تعدادی از اين مدل‌ها در سیستم های قدرت کوچک و مجزا در سراسر جهان راه‌اندازی شده و توسعه يافته‌اند . اين مدل‌ها بر اساس روش‌های کنترل زاویه گام، پیش بینی سرعت باد، تخمین بار و به کمک الگوریتم ژنتیک ، منطق فازی و شبکه های عصبی و بکارگیری ذخیره سازها توسط کاربران برای بهبود خطوط و برای ارزيابی در مقياس محلی، منطقه‌ای و ملی اجرا شده‌اند. با بررسی اين روش‌ها ، استفاده از  ذخیره سازها یکی از  بهترين روش برای تنظیم فرکانس معرفی شده است، که با کمک کنترل کننده می توان به نتايج قابل‌قبولی دست يافت. اين فصل پس از بررسی اهمیت تنظیم فرکانس و  روش‌های کنترل فرکانس به معرفی روش مورد استفاده در اين پايان‌نامه می‌پردازد .

2-2-اهمیت تنظیم فرکانس

     همانگونه که پیش تر اشاره شد؛ سیستمهای قدرت امروز تحت استرس و تنشهای روزافزون در حال کار هستند که نتیجه روند رو به رشد تعداد مصرف کنندگان و تنوع گسترده در نوع مصرف است.

فهرست منابع

[1] Sakamoto R, Senjyu T, Kaneko T, Urasaki N, Takagi T, Sugimoto S. Output power leveling of wind turbine generator by pitch angle control using HN control. Electrical Engineering in Japan 2008;126(4):17e24

[2]Senjyu T, Sakamoto R, Urasaki N, Funabashi T, Fujita H, Sekine H. Output power leveling of wind turbine generator for all operating regions by pitch angle control. IEEE Transactions on Energy Conversion 2006;21(2): 467e75.

[3] Senjyu T, Kaneko T, Uehara A, Yona A, Sekine H, Kim CH. Output power control for large wind power penetration in small power system. Renewable Energy 2009;34(11):2334e43.

[4] Kaneko T, Uehara A, Senjyu T, Yona A, Urasaki N. An integrated control method for a wind farm to reduce frequency deviations in a small power system. Applied Energy 2011;88(4):1049e58.

[5]D. Y. Y. L. Yanhua Liu ” ، Potential of Grid-connected Solar PV without Storage “،International Conference on Power System Technology ,2010.

[6] L. B. Xinjing Zou ” ، System, Assessment Method for Solar Home “، IEEE ، Institute of Electrical Engineering, Chinese Academy of Sciences ،2010.

 [7] S. M. I. J. N. S. K. a. A. A. S. Seman ” ، Analysis of a 1.7 MVA Doubly Fed Wind-Power Induction Generator during Power Systems Disturbances .”

[8]A. PETERSSON ”  Analysis, Modeling and Control of Doubly-Fed Induction Generators for Wind Turbines” THESIS FOR THE DEGREE OF DOCTOR OF PHILOSOPHY ،2005.

 [9]T. H. A.B. Attya ” ، Penetration impact of wind farms equipped with frequency variations ride through algorithm on power system frequency response “، Germany Electrical Power and Energy Systems 40 ، رقم Renewable Energy Department, Darmstadt University of Technology, 4th Str., Landgraf-Georg, 64283 Darms ، p. 94 –.2012 ،103

[10] Abdul Motin Howlader , Yuya Izumi , Akie Uehara , Naomitsu Urasaki , Tomonobu Senjyu ,Atsushi Yona , Ahmed Yousuf Saber, “A minimal order observer based frequency control strategy for an integrated wind-battery-diesel power system” Energy ,ELSEVIER 46 (2012) 168e178.

[11] Senjyu T, Sakamoto R, Urasaki N, Funabashi T, Fujita H, Sekine H. Output power leveling of wind turbine generator for all operating regions by pitch angle control. IEEE Transactions on Energy Conversion 2006;21(2): 467e75.

 [12] Luis M. Castro, Claudio R. Fuerte-Esquivel,  J. Horacio Tovar-Hernández” Solution of Power Flow With AutomaticLoad-Frequency Control Devices Including Wind Farms” IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS,IEEE2012.

[13] C. T. J. M. D.E. Hampton “ Emergency control of power system frequency usingflywheel energy injection” System Control, Operation and Management, Hong Kong, pp. 1567-1599 ، November 1991.

[14] Zhang Jiancheng” Research on Flywheel Energy Storage Systemfor Power Quality” IEEE ، pp. 7803-7459,2002.

[15] D. A. Ruddell” Storage Technology Report WP-ST6 Flywheel “, WP Report ، pp. 6-121 , 2008.

 [16] W. Y. Y. ,. A. C. Wei Xian” Minimize Frequency Fluctuations of Isolated Powe System with Wind Farm by Using Superconducting Magnetic Energy Storage”PEDS ، pp. 1329-1332 ,2009.

[17] B. M. J. A. Barrado “Power-Quality Improvement of a Stand-Alone Induction Generator Using a STATCOM With Battery Energy Storage System” IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY  ، المجلدات % 1 من % 2 VOL.

[18] Baoming Ge, Wenliang Wang, Daqiang Bi , Craig B. Rogers , Fang Zheng Peng , Aníbal T. de Almeida ,Haitham Abu-Rub “Energy storage system-based power control for grid-connected wind power farm”Electrical Power and Energy Systems, ELSEVIER 44 (2013) 115–122.

[19]. Hansang Lee, Byoung Yoon Shin, Sangchul Han, Seyong Jung, Byungjun Park, and Gilsoo Jang . “Compensation for the Power Fluctuation of the Large Scale Wind Farm Using Hybrid Energy Storage Applications”, IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPER CONDUCTIVITY, JUNE 2012,VOL. 22, NO. 3.

[20]. Meghdad Fazeli, Greg M. Asher, Christian Klumpner, Liangzhong Yao, and  Masoud Bazargan . “Novel Integration of Wind Generator-Energy Storage Systems Within Microgrids” IEEE TRANSACTIONS ON SMART GRID, JUNE 2012, VOL. 3, NO. 2.

[21] M. Khalid, A.V. Savkin,” An optimal operation of wind energy storage system for frequency control based on model predictive control“, Solar Energy , Renewable Energy 48 (2012) 127e132

[22]M. B. Federico Cassola ” ، Wind speed and wind energy forecast through Kalman filtering of Numerical Weather Prediction model output “، ELSEVIER ، رقم Applied Energy 99 ، p. 154 –166,2012.

[23]P. G. X. H. Xiaochen Wang ” ، A Review of Wind Power Forecasting Models “، sciencedirect ، p. 770-778 ,2011

[24]R. Blonbou ” ، Very short-term wind power forecasting with neural networks and adaptive Bayesian learning “، ELSEVIER ، رقم Renewable Energy 36 ، pp. 1118-1124, 2011.

[25] H. D. R. S. Ahmed Ouammi ” ، Short Term Forecast of Wind Power by an Artificial Neural Network Approach “، IEEE .2012 ،31,11$/12/5-1751-4673-1- ، رقم 978

[26] P. V. Giuseppe Grassi ” ، Wind energy prediction using a two-hidden layer neural network “، ELSEVIER ، ا لمجلد Commun Nonlinear Sci Numer Simulat 15 ، رقمDipartimento di Ingegneria dell ’ Innovazione, Università del Salento, 73100 Lecce, Italy ، pp. 2262-2266 .2010 ،

[27] W. L. Andrew Kusiak ” ،* Short-term prediction of wind power with a clustering approach “، ELSEVIER ،ا لمجلد Renewable Energy 35 ، رقم Department of Mechanical and Industrial Engineering, 3131 Seamans Center, The University of Iowa, Iowa City, IA 52242e1527, USA ، pp. 2362-2369 ,2010.

[28] Luis M. Castro, Claudio R. Fuerte-Esquivel, Senior Member, IEEE, and J. Horacio Tovar-Hernández, “Solution of Power Flow With Automatic Load-Frequency Control Devices Including Wind Farm” IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS 2012.

[29] Tarek Hassan Mohamed , Jorge Morel , Hassan Bevrani , Takashi Hiyama “Model predictive based load frequency control_design concerning wind turbines” Electrical Power and Energy Systems, ELSEVIER 43 (2012) 859–867.

 [30] E. T. G. M. M. M. Parsa Moghaddam ” ، A new method for pricing of wind power in short-term power markets “، PSCC ، pp. 11-12,2008.

 [31]S. K. T. G. A. Demirorem ” ، A genetic approach to the optimization of automatic generation control parameters for power systems “، Eur. Trans. Electr. Power ،ا لمجلدات

1% من %4 2 vol. 12, no , p 275- 281, 2002.

 [32]Z. M. A.-H. a. H. N. Al-Duwaish ” ، A new load frequency variable structure controller using genetic algorithm “، Electr. Power Syst. Res ،  المجلدvol. 55 ، p 1–6 ,2000.

 [33]T. H. Y. M. K. T. M. T. H. Bevrani ” ، Load – frequency regulation under a bilateral LFC scheme using flexible neural networks “، Eng. Intell. Syst. J .، ا لمجلدات % 1 من

22% ,vol.. 14, no، p. 109-117, 2006.

 [34] A. D. N. S. S. H. L. Zeynelgil ” ، Load frequency control for power system with reheat steam turbine and governor deadband non-linearity by using neural network controller “، Eur. Trans. Electr. Power ،ا لمجلد vol. 12 no. 3 ، p. 179 -184,2002 .

[35] C. F. J. a. C. F. Lu ” ، Load – frequency control by hybrid evolutionary fuzzy PI controller “، IEE Proc. Gener. Transm. Distrib .، المجلدات % 1 من % 22, vol. .153, no, 2006.

[36] C. S. C. a. W. Fu ” ، Area load frequency control using fuzzy gain scheduling of PI controllers , “، Electr. Power Syst. Res . المجلد vol. 42 ، p. 145-152,1997.

 [37] Mohammad Monfared , SaeedGolestan “Control strategies for single-phase grid integration of small-scale renewable energy sources “Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (2012) 4982–4993

[38]. Toshiaki Kaneko, Akie Uehara , Tomonobu Senjyu, Atsushi Yona, Naomitsu Urasaki. “An integrated control method for a wind farm to reduce frequency deviations in a small power system”,Applied Energy, ELSEVIER 88 (2011) 1049–1058.

 [39] Baoming Ge, Wenliang Wang , Daqiang Bi , Craig B. Rogers , Fang Zheng Peng , Haitham Abu-Rub” Energy storage system-based power control for grid-connected wind power farm “Electrical Power and Energy Systems 44 (2013) 115–122.

[40] A.B. Attya , T. Hartkopf,“Penetration impact of wind farms equipped with frequency variations ride through algorithm on power system frequency response” Electrical Power and Energy Systems , ELSEVIER 40 (2012) 94–103.

[41] P. G. X. H. Xiaochen Wang ” ، A Review of Wind Power Forecasting Models “،

sciencedirect ، p,770-778, 2011.

[42] H. Bevrani and T. Hiyama ” ، On load – frequency regulation with time delays: Design and real time implementation “، IEEE Trans. Energy Convers ، in press .

[43]R. Blonbou ” ، Very short-term wind power forecasting with neural networks and adaptive Bayesian learning “، ELSEVIER ، Renewable Energy رقم  36 ، pp. 1118-1124 , 2011.

[44] H. D. R. S. Ahmed Ouammi ” ، Short Term Forecast of Wind Power by an Artificial Neural Network Approach “، IEEE ،31,11$/12/5-1751-4673-1- ، رقم 978,2012 .

 [45]P. Kundur ، Power system stability and control . ، دانشگاه تربیت مدرس، 1994

[46]”داده های واقعی بار و تابش و سرعت باد برای منطقه معلمان استان سمنان”.

[47] Grid Connected PV System with MPPT Author: Siva Ganesh Malla, IIT Bhubaneswar, India, Email: [email protected] .

[48] Vladimir V. R. Scarpa & Simone Buso & Giorgio Spiazzi,” Low-Complexity MPPT Technique Exploiting the PV Module MPP Locus Characterization” , IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 56, pp. 1531- 1538, May 2009

 [49] Yi-Hua Liu & Jia-Wei Huang ,” A fast and low cost analog maximum power point tracking method for low power photovoltaic systems”, Solar Energy, Vol. 85,pp. 2771– 2780, 13 September 2011

[50] J. Ghaisari,M. Habibi, A.Bakhshai, “An MPPT Controller Design for Photovoltaic (PV) Systems Based on the Optimal Voltage Factor Tracking”, IEEE Electrical Power conferences, Canada 2007.

[51] Grid Connected Battery System Author: Siva Ganesh Malla; IIT Bhubaneswar India; Email: [email protected]

[52] C. T. F. 38.02.08 ” ، Long-Term Dynamics: Phase II “، CIGRE Technical Brochure ،

المجلد No. 102 .1995 ،

[53] H. O. K. O. e. a. A. Kurita ” ، Multiple time-scale dynamic simulation “، IEEE Trans. Power Syst .،ا لمجلدات % 1 من % 2 vol. 8, pp ،. p. 216 -223 ,1993 .

[54] P. M. A. a. A. A. Fouad ” ، Power System Control and Stability “، USA: IEEE Press,2nd Edition  ,2003.

[55] P. Kundur ، Power System Stability and Control ، New York, NY: McGraw-Hill, 1994

56] ]Yi-Hua Liu & Jia-Wei Huang ,” A fast and low cost analog maximum power point tracking method for low power photovoltaic systems”, Solar Energy, Vol. 85,pp. 2771– 2780, 13 September 2011

   وانگ،لي ، سيستم هاي فازي و كنترل فازي ، ترجمة  تشنه لب، محمد ، دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي،[57]  1389

[58] H. Bevrani ، Robust Power system, frequency Control .

[59] V. I. R. V. A. S. e. a. Y. V. Makarov ” ، Blackout prevention in the United States Europe and Russia “، IEEE ، p. 1942-1955,2005

[60]” Final report of the investigation committee on the 28 September 2003 blackout in Italy. [متصل]. “، Available: http://www.ucte.org .,2004

[61]H. Bevrani ” ، Decentralized Robust Load – Frequency Control Synthesis in Restructured PowerSystems “،. Ph.D. dissertation , ، رقم Osaka University .2004 ،

[62] D. N. E. a. L. H. F. N. Jaleeli ” ، Understanding automatic generation control “، IEEE ، p. 1106- 1112, 1992 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

واژه نامه ی فارسی به انگلیسی

انرژیهای تجدید پذیر Renewable energy

بارLoad

 پاسخ طبیعی گاورنر                                                                                                Natural governor response

پایداری Stability

پسخور Feedback

پل یونیورسال Universal bridge

پیکر بندی Configuration

تغییرات توان مکانیکی Mechanical power change

تغییر دهنده سرعت                                                                                                                 Speed changer

توان حقیقی Active power

توربین آبی Hydro-turbine

توربین بخار                                                                                       Steam turbine

توربینژنراتور                                                                                                                   Generator–turbin

توربین گازی                                                                                                                             Gas turbine

ثابت اینرسی                                                                                                               The inertia constant

چیدمان                                                                                                                                       Topology

حلقه قفل شده فاز                                                                                                             Phase Locked Loop

خصوصیات افتی                                                                                                         Droop characteristic

خطای کنترل منطقه                                                                                                Area control error (ACE)

خطوط میان ناحیه ای                                                                                                                         Tie-line

در دسترس پذیری                                                                                                                      Availability

دروازه گیت                                                                                                                                    Gate دشارژ                                                                                                                                      Discharge

دیزل ژنراتور                                                                                                                     Diesel Generator

دیگ بخار                                                                                                                                          Boiler

زاویه گام                                                                                                                                 Pitch angle

زمان نمونه گیری                                                                                                               Sample time (Ts)

ژنراتورالقایی دوسو تغذیه                                                              Doubly-Fed Induction Generators (DFIG)

سلول فتوولتاییک                                                                                                               Photovoltaic cell

سیستم دنبال کننده نقطه توان بهینه                                                       maximum power point tracking (MPPT)

سیستم ذخیره ساز باتری                                                                    Battery Energy Storage System (BESS)

سیستم پنج شینه                                                                                                                  Five-bus system

سیستم قدرت بهم پیوسته                                                                                   Interconnected power system

واژه نامه ی فارسی به انگلیسی

ضریب قدرت آیرودینامیکی                                                                             aerodynamic power coefficient

سیستم کنترل خودکار تولید                                                         Automatic generation control (AGC) system

ضریب گشتاور سنکرون کننده                                                                        Synchronizing torque coefficient

ضریب میرایی بار                                                                                                   load damping coefficient

قابلیت اطمینان                                                                                                                            Reliability

کلید ای جی بی تی                                                                          Insulated-gate bipolar transistor (IGBT)

کنترل اضطراری                                                                                                             Emergency control

کنترل بارفرکانس                                                                                        Load Frequency Control (LFC)

کنترل تکمیلی                                                                                                           Supplementary control

کیفیت توان                                                                                                                           Power quality

کنترل کننده دینامیکی                                                                                                      Dynamic controller

کنترل کننده تناسبی انتگرالی                                                                     Proportional Integral (PI) controller

کنترل میرا کنندگی                                                                                                            Damping Control

گاورنر                                                                                                                                     Governor گاورنر سرعت                                                                                                                    Speed governor

لیتیومیون                                                                                                                              Lithium-Ion

ماشین سنکرون                                                                                                          Synchronous machine

مبدل دو جهته                                                                                                         Bidirectional Converter

مبدل سمت شبکه                                                                                                           Grid side converter

مبدل سمت روتور                                                                                                        Rotor side converter

متغیر با زمان                                                                                                                          Time variant

مدل ژنراتوربار                                                                                                        Generator–load model

مدل سازی عدم قطعیت                                                                                                   Model uncertainties

موتور دیزل                                                                                                                          Diesel engine

منطق فازی                                                                                                                             Fuzzy logic

ناحیه کنترلی                                                                                                                         Control Area

ناحیه کنترلی منفرد                                                                                                      Isolated control area

نرم افزار متلب                                                                                                                          MATLAB

نظریه تزریق توان                                                                                                      Power injection concept

نوسانات فرکانس                                                                                                            Frequency deviation

واحد آبی                                                                                                                                    Hydro-unit

 

 

واژه نامه ی انگلیسی به فارسی

Active power                                                                                                                              حقیقی  توان

Area control error (ACE)                                                                                                      خطا کنترل منطقه

Automatic generation control (AGC) system                                                         خودکار تولید کنترل  سیستم Availability                                                                                                                          پذیری دسترس در

Backward Euler                                                                                                                  پسرونده اویلر

Battery Energy Storage System (BESS)                                                  سیستم ذخیره ساز باتری                     Bidirectional Convererجهته                                                                                                         مبدل دو

Blackoutخاموشی                                                                                                                                          Boilerدیگ بخار                                                                                                                                             Cascading Failureخطاهای زنجیره ای

Centralized designطرح مرکز محور

Configurationپیکر بندی

Coherentهمساز

Control Areaناحیه کنترلی

Damping Controکنترل میرا کنندگی                                                                                                                   Diesel Generatorدیزل ژنراتور

Diesel engine موتور دیزل

Direct Current (DC)جریان مستقیم                                                                                                                  Dischargeدشارژ

Doubly-Fed Induction Generators (DFIG)ژنراتور القایی دو سو تغذیه

Droop characteristicمشخصه افت

Dynamicدینامیک                                                                                                                                                              

Dynamic controller کنترل کننده دینامیکی

Emergency controlکنترل اضطراری

Feedbackپسخور

Flywheel Energy Storage System (FESS)سیستم ذخیره ساز انرژی چرخ طیار

Frequency deviationنوسانات فرکانس

Fuzzy logic                منطق فازی

Gas turbineتوربین گازی                                                                                                                                 Gateدروازه-گیت                                                                                                                                             Generator–load modeمدل ژنراتور- بار                                                                                                            Generator–turbineتوربین – ژنراتور

Genetic Algorithmالگوریتم ژنتیک                                                                                                                   Grid codeکد شبکه

Grid side converterمبدل سمت شبکه

واژه نامه ی انگلیسی به فارسی

Governorگاورنر

Hertzهرتز (واحد فرکانس)

Hydro-unitواحد آبی

Hydraulic amplifi تقویت کننده هیدرولیکی                                                                                                         Insulated-gate bipolar transistor (IGBT)کلید آی جی بی تی                                                                            Interconnection اثرات متقابل

Interconnected power systemسیستم قدرت بهم پیوسته

Isolated control areaناحیه کنترلی منفرد

Large-scale power systemسیستم قدرت وسیع

Lithium-Ionلیتیوم- یون

Loadبار                                                                                                                                                        load damping coefficientضریب میرایی بار

Load Frequency Control (LFCکنترل بار- فرکانس                                                                                            Machine Ageعصر ماشین

MATLABنرم افزار متلب

maximum power point tracking (MPPT)سیستم دنبال کننده نقطه توان بهینه

Mechanical power changتغییرات توان مکانیکی                                                                                                 Model uncertainties    مدل سازی عدم قطعیت                                                                                                Natural governor responseپاسخ طبیعی گاورنر

Neural Networkشبکه عصبی

Non-reheat steam unitواحد بخاری بدون باز گرم کننده

Operating Reserved Poweرزرو توان مربوط به واحدهای در حال کار                                                                      Phase Locked Loopحلقه قفل شده فاز                                                                                                              Photovoltaic cellسلول فتو ولتایی                                                                                                                     Photovoltaics cell generation unitsواحد تولید خورشیدی

Pitch angleزاویه گام

Power injection conceptنظریه تزریق توان                                                                                                        Power qualityکیفیت توان                                                                                                                               Proportional Integral (PI) controllerکنترل کننده تناسبی انتگرالی

Real-timeبلا درنگ

Reliabilityقابلیت اطمینان

Renewable energyانرژی های تجدید پذیر                                                                                                          Rotor side converterمبدل سمت روتور

واژه نامه ی انگلیسی به فارسی

Sample time (Ts)زمان نمونه گیری                                                                                                                   Simulation type نوع شبیه سازی                                                                                                                       Six-bus systemسیستم شش شینه

Speed changerتغییر دهنده سرعت                                                                                                                     Speed governorگاورنر سرعت                                                                                                                         Steam turbineتوربین بخار

Superconducting Magnetic Energy Storage systemذخیره ساز ابر رسانای مغناطیس

Supplementary controlکنترل تکمیلی                                                                                                              Stability پایداری                                                                                                                                            Synchronizing torque coefficientضریب گشتاور سنکرون کننده

Synchronous machineماشین سنکرون

The inertia constantثابت اینرسی

Tie-lineخطوط میان ناحیه ای

Time variant                                                                                                                              زمان  متغیر با

Topology                                                                                                                                              چیدمان

Uncertainty                                                                                                                                 عدم قطعیت  

Under/Over frequency Relayiرله فرکانس بالا/ پایین                                                                                         Universal bridgeپل یونیور سال                                                                                                                       Vanadium Redoxوانادیوم ردوکس                                                                                                                   Wind generation unitواحد تولید بادی                                                                                                              Wind speed predictionپیش بینی سرعت باد

Abstract:

Meeting global demand for reliable and stable power generation has become a major concern in power generation systems. Today, fossil fuel power plants are the main source of power generation system; On the other hand, these sources are the main reason for environmental pollution. Renewable energy sources has leading role to resolve this issue, that is why today the market is paying special attention to renewable Energies, currently the main focus of engineers  are in solar and wind generation units which are clean resources of energy.One of the challenges in managing these types of resources is the changes in solar radiation and wind speed. These changes are random and cause fluctuations in their generated power. These fluctuations leads to an increase or decrease in grid frequency to the out of its standard range of a micro-grid. There are several ways to reduce the oscillation frequency has been presented, in this thesis is based controller controls the power injector has been designed.controller comes into play,if frequency distortion caused by an imbalance of power the production and consumption in the power system under study. Controller function this way, the difference between the overall productivity of the partnership units of thermal, solar and wind, the system loads are calculated, if the value obtained is positive, the battery charging instructions given as consumer acts.If the battery charge These differences continue to exist as much as it is The typical production units to one or more disabled Renewables will only act , The controller will make the necessary orders.If this value is negative The production capacity of the unit is less than the time That decreases the frequency of battery charging was already  Phase produced  And be discharged. It is worth noting The converter is used in the storage system, is Bidirectional Converter ,that has charge and discharge capability .The validation of proposed method has been tested in Simulink/MATLAB software.

Key words: Frequency control, Battery energy storage system, solar cells, wind farm, power injection.

 

 

Faculty of Technical and Engineering

The Thesis Submitted in Fulfillment of the Requirements for the Degree of

Master of Science in Electrical Engineering

Title:

Frequency control of power system in presence of renewable energy by using battery storage system

 

 

 

Supervisor:

Dr. sheikhoalslami

 

 

Advisor:

Dr . ahmadi

 

By:

…………………..

 

 

 

 

sep 2014

[1] Renewable energy

[2] Active power

[3] Wind generation units

[4] Photovoltaics cell generation units

[5] Frequency deviation

[6] Area control

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “کنترل فرکانس سیستم قدرت در حضور منابع انرژی تجدید پذیر به کمک سیستم ذخیره ساز باتری”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

+ 70 = 73