توضیحات
حفاظت ولتاژ و جریان در توربین های بادی
حفاظت از توربینهای بادی و سیستمهای جمعکننده یا کلکتور مزارع بادی موضوع چندین
نشریهی فنی در سالهای اخیر را به خود اختصاص داده است. دو نوع مزارع بادی وجود دارد:
مزارع بادی بزرگ که در خشکی یا ساحل دریا نصب شده و شامل تعداد زیادی توربین بادی
متصل به هم میباشند و یک توربین بادی تنها که از طریق خطوط توزیع به سیستم قدرت متصل میگردد.
یک واحد توربین-ژنراتور بادی شامل بدنهی توربین بادی، یک ژنراتور القایی،
کنترل توربین-ژنراتور، بریکر، ژنراتور و ترانسفورماتور افزاینده میباشد. ولتاژ
حفاظت ولتاژ و جریان در توربین های بادی
تولید شده ژنراتور معمولا ۶۹۰ ولت بوده و برای انتقال، به سطح ۲۰ یا ۵/۳۴ کیلوولت
تبدیل میشوند. تعدادی از خروجیهای این ترانسفورماتورهای قدرت
توربینهااز طریق بریکر خود به یک باس متصل میشوند. این باس کلکتور یا جمعکننده
نام دارد. چندین کلکتور با یکدیگر ترکیب شده و ترانسفورماتور اصلی را
تغذیه میکنند. توان الکتریکی تولید شده از انرژی بادی، از طریف این ترانسفورماتور
با خطوط انتقال به شبکهی قدرت متصل خواهد شد. اگر نیاز به جبران
سازی توان رآکتیو باشد، خازنها یا سایر ادوات FACTS به باس اصلی متصل خواهند شد.
۷۲صفحه فایل ورد
پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید
مقایسه انواع توربین-ژنراتورهای بادی رایج و ژنراتور القایی دو تحریکه بدون جاروبک
در این قسمت جنبههای مختلف فنی و به خصوص قابلیت گذار از ولتاژ کم انواع توربینهای بادی رایج شامل توربین بادی سرعت ثابت، توربین بادی دارای ژنراتور القایی دو تحریکه و توربین بادی دارای مبدل الکترونیک قدرت با ظرفیت کامل با یکدیگر مقایسه میشود.
سپس این توربین-ژنراتورها با ژنراتور القایی دو تحریکه بدون جاروبک
که اخیرا جهت کاربرد در توربینهای بادی مطرح شدهاند، مقایسه میشوند. قابلیت گذار این نوع ژنراتورها با کمک شبیهسازی در حوزه زمان بررسی میشود.
مقایسه کلی BDFIG و سایر توربین ژنراتورهای بادی:
توربینهای بادی سرعت ثابت مزایایی از قبیل سادگی، قابلیت اطمینان بالا و هزینه ساخت و بهرهبرداری پایین دارند. عیب عمده آنها پایین بودن بازدهی به علت کارکرد در سرعت تقریبا ثابت در سرعتهای مختلف باد است.
جهت رفع نقیصه فوق، توربینهای بادی سرعت متغیر طراحی شدهاند
که با تنظیم سرعت چرخش رتور در سرعتهای مختلف باد، بیشترین توان ممکن را در یک محدوده مشخص از باد جذب میکنند. دو نوع پرکاربرد این توربینها، توربینهای بادی دارای مبدل با ظرفیت کامل و توربینهای بادی دارای ژنراتور القایی دو تحریکه (DFIG) هستند.
رایج ترین نوع توربین نصب شده در سالهای اخیر، نوع سرعت متغیر دارای DFIG است. این ژنراتور به دلیل کارکرد سرعت متغیر بازدهی خوبی دارد و در ضمن، توان مبدل الکترونیک قدرت به کار رفته در آن حدود ۳۰ درصد توان ژنراتور است.
اما این نوع ژنراتور نیز مشکلاتی از قبیل استفاده از جاروبک و حلقههای لغزان دارد که باعث کاهش قابلیت اطمینان آن و نیاز بیشتر به تعمیر و نگهداری میشود. این مساله به خصوص در مورد توربین های بادی نصب شده در دریا و مناطق دور از دسترس بسیار مهم است.
حفاظت ولتاژ و جریان در توربین های بادی
برای رفع مشکلات مذکور، اخیرا ژنراتور القایی دوتحریکه بدون جاروبک (BDFIG) مورد توجه قرار گرفته است. همانگونه که در شکل زیر نشان داده شده است، استاتور BDFIG دارای دو سیمپیچی سه فاز مستقل است. یکی از این سیمپیچیها به صورت مستقیم به شبکه متصل میشود و در نتیجه دارای فرکانس ثابت شبکه است. بخش عمده تبادل توان توسط آن انجام میشود و از این رو سیمپیچی توان (PW) نامیده میشود. سیمپیچی دیگر از طریق یک مبدل فرکانسی دوسویه با ظرفیت کسری به شبکه متصل میشود. کنترل گشتاور یا سرعت و همچنین کنترل ولتاژ یا توان راکتیو PW، از طریق تنظیم جریان این سیمپیچی صورت میپذیرد و به همین علت، به سیمپیچی کنترل (CW) موسوم است. فرکانس جریان این سیمپیچی به گونهای تنظیم میشود که سرعت رتور مورد نظر به دست آید.
سیمپیچی رتور (RW) BDFM ساختار خاصی دارد و تا کنون طرحهای متنوعی برای آن پیشنهاد و آزمایش شده است که شناخته شده ترین آنها “رتور حلقه تودرتو” یا “رتور حلقه آشیانهای” است. در شکل زیر نمونه ای از آن نشان داده شده است.
مقایسه قابلیت گذار از ولتاژِ کم BDFIG و انواع توربینهای بادی:
مسئله بسیار مهم دیگر، قابلیت گذار از ولتاژ کم (LVRT) توربینهای بادی است. LVRT بدین معنی است که توربین-ژنراتورهای بادی باید بتوانند در هنگام بروز افت ولتاژ در سیستم قدرت متصل به شبکه باقی بمانند. علاوه بر این، توربینهای بادی باید قادر به تولید توان راکتیو در حین افت ولتاژ در شبکه باشند.
توربینهای بادی سرعت ثابت دارای ژنراتور القایی هستند که توان راکتیو مصرف میکنند، مگر اینکه با بانک خازنی مجهز شوند. در توربین بادی دارای مبدل با ظرفیت کامل، گرچه شبکه و ژنراتور توسط مبدل تقریبا از هم ایزوله شدهاند، اما به علت از دست رفتن توازن بین توان اکتیو تولیدی ژنراتور و توان اکتیو قابل تزریق به شبکه در هنگام افت ولتاژ، ولتاژ لینک DC ممکن است به اندازهای افزایش یابد که به مبدل آسیب بزند.
مقایسۀ STATCOM و کندانسور سنکرون:
کندانسور سنکرون (SC) سطح اتصال کوتاه را در نقطۀ اتصال کاهش میدهد. این تجهیز در جریان اتصال کوتاه سهم دارد، و میتواند در حین خطا توان راکتیو تزریق کند. هزینۀ بهره برداری و نگهداری SC به خاطر اجزای گردان، زیاد است. در حالی که STATCOM نیز گران است اما هزینه بهرهبرداری کمی دارد. تجهیزات جبران توان راکتیو میتوانند با کنترل پیوسته، گسسته، یا ترکیبی از هر دو به کار روند. لذا در این قسمت تنظیم اولیۀ کندانسور به گونهای انجام
حفاظت ولتاژ و جریان در توربین های بادی
گرفته که تبادل توان راکتیو با شبکه نداشته باشد. به این ترتیب واحد کنترل پیوسته فقط برای نیاز جبران سریع استفاده میشود. هر چند نصب کندانسور سنکرون پر هزینهتر از اداوت FACTS است، اما با توجه به مزیت آنها یعنی توانایی اضافه بار گذرایشان، و اینکه در مسئلۀ حفظ پایداری ولتاژ نیروگاه بادی
نیاز مبرمی به سرعت بسیار بالا نیست، و با توجه به امکان جایگزینی نیروگاههای معمولی با نیروگاههای باد، میتوان استفاده از ژنراتورهای سنکرون موجود در این مود کاری را به عنوان یک راه حل مناسب و مقرون به صرفه بررسی کرد.
برای این مقایسه، از یک ژنراتور سنکرون با ظرفیت ۲۰MVAR در باس WF2 استفاده میشود تا شرایط مقایسۀ آن با یک STATCOM که در همان باس قرار
گرفته و حد جریانش ۱/۱ است فراهم آید. به منظور مطالعه روی تأثیر ظرفیت کندانسور سنکرون، مقدار آن را به ۲۸MVAR افزایش دادهایم و منحنیها را
دوباره رسم کردهایم. پاسخ مربوط به STATCOM با ظرفیت ۶۷/۲ برابر نیز به عنوان معیار مقایسه در شکل زیر گنجانده شده است. مقدار ظرفیت مورد نیاز
برای حفظ پایداری ولتاژ با انجام مطالعات استاتیک و دینامیک روی همین سیستم نمونه در ۲۰ مگاوار تعیین شده است. مدلسازی STATCOM به طور دقیق شامل کنترل مستقل مولفههای دستگاه مرجع دو محوری انجام گرفته و محدودیت جریان ادوات الکترونیک قدرت در نظر گرفته شده است.
بلافاصله بعد از پرداخت موفق میتوانید فایل کامل این پروژه را با سرعت و امنیت دانلود کنید
1 نقد وبررسی برای حفاظت ولتاژ و جریان در توربین های بادی
افزودن نقد و بررسی
حفاظت ولتاژ و جریان در توربین های بادی
حفاظت ولتاژ و جریان در توربین های بادی
قیمت : تومان9,900
ناصر –
حفاظت ولتاژ و جریان در توربین های بادی
پروژه عالی بود