انجام پروژه استاتکام STATCOM و ادوات FACTS

انجام پروژه استاتکام STATCOM و ادوات FACTS

ساختار استاتکام

استاتکام براساس مبدل منبع ولتاژ (Voltage Source Inverter) یا VSI سنکرون که بصورت موازی به خط انتقال متصل می‌شود کار می‌کند. درواقع STATCOM یک مبدل منبع ولتاژ DC به AC با یک واحد ذخیره ساز انرژی، در ساده‌ترین حالت یک خازن DC است که البته اندازه خازن DC مورد استفاده در استاتکام با عنوان منبع ولتاژ DC بطور قابل ملاحظه‌ای کوچک‌تر از خازن‌های معمولی AC برای جبران سازی ضریب توان است.

وسیله سوئیچینگ می‌تواند GTO برای کاربردهای توان بالا و یا IGBT برای کاربردهای توان پایین تر بکار رود. اینورترها یا همان مبدل های ولتاژ DC به ولتاژ AC توسط ترانسفورماتورهای چند سیم پیچه به یک شین متصل می‌شوند که این نحوه اتصال استاتکام به خط انتقال موازی است. ولتاژ خروجی کنترل شده از استاتکام هم فاز با ولتاژ خط نگه داشته می‌شود. استاتکام به نحوی کنترل می‌شود که بتواند جریان‌های کاپاسیتیو و اندوکتیو را از خط بیرون بکشد. شکل زیر ساختارکلی یک استاتکام و نحوه اتصال آن به خط انتقال رادرساده‌ترین حالت نشان می‌دهد.

 استاتکام

از نظر توپولوژی مداری اساساً دو نوع مدار اصلی برای استاتکام در نظر می‌گیرند:

1) با مبدل چند پالسه

2) با مبدل چندسطحه

در مبدل‌های چند پالسه یا Multipulse پل سه فاز بصورت موازی به بخش DC وصل می‌شود. شکل زیر به خوبی این مطلب را نشان می‌دهد.

 مبدل چند پالسه

پل‌ها بصورت مغناطیسی از طریق ترانس‌های زیگزاگ کوپل می‌شوند. هر سیم پیچ ترانسفورماتور بصورتی شیفت فازی می‌یابد که هارمونیک‌های انتخاب شده را حذف کنند و ولتاژ خروجی چند پالسه را تولید کنند. برای بهبود حجم هارمونیکی در سوئیچینگ بالا می‌توان از روش مدولاسیون پهنای باند یا PWM استفاده کرد. با این حال عیب‌هایی برای این ساختار مبدل چند پالسه مطرح است از جمله اینکه ترانس‌های شیفت فاز سیستم را پیچیده و پر حجم می‌کنند. در مقایسه با STATCOM با مبدل چند پالسه، مبدل‌های چندسطحی که انعطاف پذیرتر بوده و کاربرد گسترده‌تری نیز دارند، می‌توانند به عنوان فیلترهای اکتیو توان بکار روند و برای بارهای نامتعادل نیز استفاده شوند. همچنین این مبدل‌ها هیچ ترانس شیفت فازی نیاز ندارند. لذا برای استاتکام با مبدل چند سطحی یک سرمایه گذاری با هزینه کمتر و بعلاوه تلفات توان کمتری انتظار می‌رود.

نحوه عملکرد استاتکام

ولتاژ خروجی اینورتر باید کنترل شود تا استاتکام توان راکتیو را جذب یا دفع نماید. دو روش برای کنترل ولتاژ خروجی اینورتر برای تولید توان راکتیو پس فاز یا پیش فاز از VSI وجود دارد، یکی کنترل و تغییر ولتاژ dc خازن و دیگری کنترل و تنظیم ضریب مدولاسیون که وابسته به الگوی سوئیچینگ است.

استاتکام یک ولتاژ سینوسی سه فاز متعادل را در فرکانس اصلی با دامنه و زاویه فاز قابل کنترل، با پاسخ زمانی بسیار کم تولید می‌کند. این نوع کنترل کننده می‌تواند با استفاده از توپولوژی های مختلفی پیاده سازی شود.

در حالت کلی نحوه کار کردن STATCOM را می‌توان به شرح زیر بیان کرد:

1-مبدل منبع ولتاژ (VSI) یک منبع ولتاژ AC قابل کنترل در پشت راکتانس نشتی تولید می‌کند و اختلاف ولتاژ دو سر راکتانس باعث تولید توان راکتیو می‌شود. ولتاژ تولیدی با ولتاژ شین شبکه مقایسه می‌شود و در طی این مقایسه سه حالت پیش می‌آید:

الف-اگر دامنه ولتاژ AC شبکه از دامنه ولتاژ خروجی مبدل بزرگ‌تر باشد در این حالت سیستم AC ساختار استاتکام را به عنوان یک بار اندوکتیو یا مصرف کننده توان راکتیو می‌بیند. در این حالت استاتکام جاذب توان راکتیو از شبکه خواهد بود.

ب-اگر دامنه ولتاژ AC شبکه از دامنه ولتاژ خروجی مبدل کوچک‌تر باشد در این حالت سیستم استاتکام را به عنوان یک مولد توان راکتیو یا به عبارتی دیگر مانند یک خازن می‌بیند. در این صورت استاتکام توان راکتیو به شبکه می‌دهد.

ج- اگر دامنه ولتاژ AC شبکه در نقطه اتصال استاتکام با دامنه ولتاژ خروجی مبدل برابر باشد در این حالت مبادله توانی بین جبرانساز و شبکه وجود نخواهد داشت.

2-استاتکام با یک منبع DC یا وسیله ذخیره ساز انرژی در طرف DC می‌تواند توان اکتیو یا حقیقی را نیز با شبکه مبادله نماید. که در این شرایط هم سه حالت پیش می‌آید:

الف- هرگاه زاویه فاز ولتاژ شبکه قدرت از زاویه فاز و ولتاژ خروجی VSI جلوتر باشد دراین حالت استاتکام به عنوان یک خازن برای شبکه محسوب شده و دریافت کننده توان حقیقی خواهد بود.

ب- هرگاه زاویه فاز ولتاژ شبکه قدرت از زاویه فاز ولتاژ خروجی VSI عقب تر باشد در این حالت استاتکام به عنوان مولد توان اکتیو یا مانند یک سلف خواهد بود که توان حقیقی را به شبکه می‌دهد.

ج-هرگاه زاویه فاز ولتاژ شبکه قدرت با زاویه فاز ولتاژ خروجی VSI برابر باشد در این حالت مبادله توان اکتیوی صورت نمی‌گیرد.

به منظور سفارش انجام پروژه و پایان نامه استاتکام و ادوات FACTS و همچنین شبیه سازی اینورترهای چندسطحی با ما تماس بگیرید.

voltamoshaver@gmail.com

09374305423


مطالب مرتبط...

هیچ نظری تا کنون برای این مطلب ارسال نشده است، اولین نفر باشید...

ابزار وبمستر

ابزار وبمستر