پایان نامه سیستمهای HVDC در word

 پایان نامه سیستمهای HVDC در word دارای 85 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد پایان نامه سیستمهای HVDC در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه پایان نامه سیستمهای HVDC در word

فصل اول: انواع سیستمهای HVDC
مقدمه ;
معیارهایی از سیستم انتقال HVDC
انواع سیستمهای HVDC
سیستم تک قطبی ;
شبکه تک قطبی با بیش از یک هادی
سیستم انتقال دو قطبی 
مزایا و معایب خطوط HVDC از نظر فنی ;
ارزیابی
فصل دوم: انواع سیستم های کنترل HVDC
مقدمه ;
برخی از مزایای سیستم HVDC
برخی از معایب سیستم HVDC ;
اصول کنترل در مبدلها و سیستمهای HVDC
کنترل در مبدل AC/DC
واحد فرمان آتش
کنترل در شبکه HVDC ;
کنترل با جریان ثابت یا ولتاژ ثابت ;
مشخصه های ترکیبی در شبکه HVDC و تغییر جهت توان 
تعیین میزان قدرت انتقالی
کنترل ویژه در سیستمهای HVDC ;
کنترل فرکانس 
کنترل از طریق مدولاسیون توان DC
کنترل توان راکتیو ;
کنترل ضریب قدرت ثابت( CPF)
کنترل جریان راکتیو ثابت(CRO) ;
یک کنترل غیر خطی قوی برای سیستمهای قدرت AC/DC موازی 
ارزیابی
فصل سوم
بررسی هارمونیک های تولیدی در HVDC و فیلترینگ آنها
مقدمه
حذف هارمونیک شبکه HVDC (فیلترینگ) ;
انواع فیلتر
موقعیت
اتصال سری یا موازی 
نحوه تنظیم ;
تأثیر امپدانس شبکه بروی فیلترینگ ;
طراحی فیلترهای تنظیم شونده
انحراف فرکانس ;
فیلترهای فعال در شبکه HVDC
مقدمه
فیلتر غیر فعال در سمت DC ;
فیلتر فعال در سمت DC ;
خلاصه ای از عملکرد فیلتر غیر فعال در سمت AC ;
خلاصهای از عملکرد فیلتر فعال در سمت AC
ارزیابی ;
فصل چهارم
تنظیم فرکانس سمت AC یکسو کننده با استفاده از کنترلر با منطق فازی هماهنگ
مقدمه 
مدل سیستم ;
فازی سازی ;
اساس قانون و استنتاج ;
آشکار سازی 
تغییر جهت دادن کنترلر با منطق فازی ;
ارزیابی ;
فهرست منابع و مراجع 

بخشی از فهرست مطالب پروژه پایان نامه سیستمهای HVDC در word

1    م . ه رشید = الکترونیک صنعتی (مدارات و دستگاهها و کاربرد آن ) ترجمه قهرمان ,ب = صداقتی ,ع =چاپ اول = انتشارات نما مشهد
2   ابوالقاسمی , ن = انتقال انرپی جریان مستقیم , چاپ اول , انتشارات شرکت برق منطقه ای اصفهان = ایران ,آذر
3   کاظمی , الف = سیستمهای قدرت الکتریکی جلد دوم , چاپ اول , انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران = تیر
4   ناگرات و کوتاری آی . جی – دی .پی – بررس سیستمهای مدرن انرژی الکتریکی . دکتر عابدی . م – چاپ اول انتشارذات جهاد دانشگاهی . دانشگاه صنعتی امیر کبیر

5   گروس . چارلزا . بررسی سیستمهای قدرت . دکتر عابدی .م – چاپ اول انتشارات جهاد دانشگاهی. دانشگاه صنعتی امیر کبیر
6      H.J Zimmermann, Fuzzy Set Theory and its Applications 2nd ED.,Kiuwer, Dordrecht ,
7.      logic controller – part I and part II. IEEE Trans. Syst. Man Cybern . 20(1990), pp.404 –
8      stabilizer . IKE Proc. Gener . Transm . Distrib. 142 (1995),pp. 277 – 281
9      emtdc/pscad User’s Manual , Manitoba HVDC Research Centre , Canada ,
10.  S. M. Badran and M. A. Choudhry , Design of modulation controllers for AC/DC power systems . IEEE Trans Power Syst 8 4 (1993),pp. 1490 -

11.  Khalil H.Nonlinear systems , Perntice Hall,2^nd ed.,
12.  Qu Z. Robust control of nonlinerar uncertain systems, Wiley Interscince ,
13.  p.k.Dash,, A.C.Liew and A.Routray, High-performance controllers for HVDC transmission links . IEE Proc. Gener. Tranam .Distrib. 141 (1994),pp.422 -

مقدمه

 در نخستین سالها الکتریسته به شکل مستقیم (DC) مورد استفاده قرار میگرفت که نمونه بارز آن باطریهای الکترو شیمیایی بودند که در تلگراف کاربرد وسیعی داشت

در اولین نیروگاه برق که در سال 1882 توسط ادیسون در شهر نیویورک احداث گردید از ماشین بخار و دیناموهای جریان مستقیم برای تولید برق استفاده شد و نیروی حاصله به همان فرم DC از طریق کابلهای زیرزمینی توزیع و مصرف شد. در سال 1880 تا 1890 با ساخت ترانسفورماتورها وژنراتورهای القایی شبکه‌های انتقال AC توسعه فراوانی پیدا کرد ، بطوریکه این نوع شبکه بر شبکه‌های DC مسلط شد. علی رغم این موضوع ، در این سالها مهندسان تلاش زیادی جهت مرتفع ساختن مشکلات شبکه‌های انتقال DC به انجام رساندند ، بطوریکه رنه تیوری1 در سال 1889 با سری کردن ژنراتورهای DC توانست به ولتاژ بالایی جهت انتقال DC دست یابد و در انتهای خط هم تعدادی موتور DC را با هم سری کرده و هر یک از این موتورها را با بک ژنراتورDC یا AC با ولتاژ کم کوپل کرده بود

از این نوع سیستم تا سال 1911 حدود 20 پروژه در اروپا به اجرا درآمد که مهمترین آن در فرانسه بین موتیرز² در کوههای آلپ فرانسه و شهر لیون با فاصله‌ای حدود km20 و سطح ولتاژ kv125 تا سال 1937 مورد بهره‌برداری قرار گرفت

به هر حال با توجه به محدودیت ماشین‌های DC مشخص بود که توسعه بیشتر HVDC به مدلهایی با کیفیت بهتر از این نوع ماشین‌ها نیاز داشت، به همین دلیل عده‌ای به طرح دیگری از مبدلها پرداختند

در سال 1932 مارکس در آلمان مبدلهایی با قوس هوا ابداع کرد که باسویچینگ قوس بین دو الکترود مشابه، جریان متناوب قابل تبدیل به جریان مستقیم می‌شدند ولی این نوع مبدل اشکالاتی از جمله عمر کم الکترودها،  افت ولتاژ نسبتاً زیاد (V500 روی قوس) و همچنین توان تلفاتی زیاد برای قوس و برای دمیدن هوای خاموش کننده قوس و خنک کنندگی حدود 3% قدرت انتقالی داشت

در سال 1930 برای اولین باردیوهای جیوه‌ای مجهز به الکترود کمکی ساخته شدند، این نوع دیودها قابلیت کار در حالت اینورتری را نیز داشتند به این ترتیب در سالهای بعد مبدلهای شبکه‌ انتقال DC به دیودهای مذکور مجهز شدند

اولین خطوط HVDC با استفاده از این نوع مبدلها در طول جنگ جهانی دوم در کشور آلمان احداث شد، این خط به طول km115 و ولتاژ kv400 و ظرفیت انتقال قدرت Mw60 با کابل زیرزمینی مورد بهره‌برداری قرار گرفت

همچنین در این سالها خطی بین مسکووکاشیراباطول km112 و ظرفیت Mw30 و ولتاژ kv100+ که عمدتاً با استفاده از کابل و بعضی از قستمها هوایی بوده است، ایجاد شد

انتقال انرژی الکتریکی با استفاده از سیستم فشار قوی جریان مستقیم ( HVDC )به عنوان مکمل سیستم‌های فشار قوی متناوب (HVDC ) و حتی در مواردی جایگزین آن از دهه ششم قرن میلادی حاضر، مطرح بوده است. حدود Gw50 توان انتقال می‌دهند

به عنوان نمونه میتوان از سیستم ایتایپو1 در برزیل یاد کرد. این سیستم Gw 3/6 توان تحت ولتاژ kv600+ در فاصله‌ای به طول km800 انتقال می‌دهد

با بررسی سیستم‌های  HVDC ساخته شده می‌بینیم که در بعضی از موارد انتقال انرژی با جریان مستقیم تنها راه چاره موجود است و مشکلات فنی اجازه نمی‌دهند از جریان متناوب برای این کار استفاده شود، به عنوان مثال انتقال توان با کابل از طریق دریا در فواصل طولانی یا ارتباط میان شبکه‌های با فرکانس متفاوت چاره‌ای جز استفاده از سیستم‌DC نیست. در برخی دیگر از سیستمهای HVDC که برتری اقتصادی انتقالDC درآن مورد نسبت به انتقال ACسبب انتخاب HVDC شده است

مثلاً با توجه به اینکه انتقالDC را می‌توان با دو یا یک هادی ( به جای سه هادی درAC  ) انجام داد

انتقال حجم زیادی از توان در فواصل طولانی( بیش از km800) بصورت DC نسبت به AC  با صرفه ‌تر است. در بعضی از موارد پارامترهای دیگری از قبیل بهبود پایداری، حفظ سطح اتصال کوتاه ، کنترل پذیری بیشتر هم مطرح می شوند که علی رغم داشتن هزینه برابر یابیشتر سیستم‌DC بر AC ترجیح داده می‌شود

پیشرفت‌های روز افزون در ساخت ادوات نیمه‌هادی برای توان‌های بالاتر با قیمتهای ارزانتر راه استفاده ازانتقال جریان مستقیم را هموارتر کرده است

معیارهایی از سیستم انتقال HVDC

 سیستم HVDC بخاطر یک یا چند دلیل از دلایل زیر نسبت به سیستم AC در ولتاژهای بالا ارجحیت دارد

1ـ برای خطوط انتقال بلند با قدرت انتقالی بالا

از نظر اقتصادی و بدون در نظر گرفتن تلفات کم در خطوط انتقال، از سیستم HVDC استفاده می‌شود. بهر حال HVDC به تجهیزات ایستگاه‌های تبدیل کننده اضافی احتیاج دارد

در انتقال قدرتهای بالا در فواصل زیاد مجموع تلفات سیستم‌ DC کمتر از سیستم AC است بطور کل در شرایط یکسان ، تصمیم‌گیری بر اساس علم اقتصاد برای انتخاب یک طرح صورت می‌گیرد

خطوط HVDC احتیاج به ایستگاه‌های میانی برای متعادل سازی ندارند ولی خطوط EHV-AC به این ایستگاه‌ها احتیاج دارند که در شرایط یکسان تلفات ایستگاهها در خطوط HVDC کمتر از خطوط EHV-AC میباشد.(شکل « 1-1»)

 2ـ برای متصل کردن دو سیستم (شبکه) AC که دارای سیستم کنترل بارـ فرکانس می‌باشند

سیستم HVDC چند مزیت نسبت به سیستم AC دارد. سیستمهای HVDC برای سنکرون کردن دو سیستم AC  بکار می‌روند و خود این سیستمها احتیاج به سیستم‌های دیگری برای سنکرون شدن ندارند

با HVDC ، قدرت انتقالی کنترل می‌شود و اغتشاشات در فرکانس وجود ندارد و حالات زود گذر در شبکه AC در هر دو طرف می‌تواند در حد مطلوب بهبود داد شود

3ـ برای ایستگاه‌های سنکرونیزاسیون پشت به پشت

در جایی که بخواهند دو سیستم AC  با فرکانس مختلف را بهم متصل کنند، می‌توان از ایستگاه مبدل HVDC استفاده نمود و با استفاده از سیستم ، میزان توان انتقالی و مبادله شده بین آنها را کنترل نمود

4ـ اتصال چند شبکه جریان متناوب فشار قوی

این امکان توسط سیستم HVDC جدید قابل اجرا است و بوسیله آن سه یا چند شبکه AC می‌توانند بصورت سنکرون به هم متصل شوند

قدرت جاری شده در هر یک از سیستم‌های AC متصل، میتواند کنترل شود و همچنین قدرت‌های زیادی می‌تواند منتقل شود

5ـ برای کابلهای انتقال زیرزمینی و زیر دریایی

این کابلها برای فواصل متوسط و ولتاژهای بالا و انتقال قدرت در دریا و اقیانوس مورد استفاده می‌باشند

خسارت ناشی از درجه حرارت حاصل شده بوسیله جریان های شارژ خازنی کابل، محدودیتی برای بارها می‌باشند. در هر ولتاژ مشخص محدودیتی برای طول کابل و همچنین محدودیتی برای انتقال توان توسط کابل می‌باشد و در این حالت کابل‌های HVDC ضروری می‌باشند

انواع سیستم‌های HVDC

یک سیستم انتقال HVDC ، انرژی الکتریکی را از یک یا چند ایستگاه AC از طریق جریان مستقیم به ایستگاه‌های دیگر  AC منتقل می‌کند و نیز توان را توسط چند ترمینال به شکل جریان مستقیم بین سه یا چند ایستگاه AC منتقل می‌کند

سیم تک قطبی¹

این سیستم انتقال ، دارای یک قطب و زمین به عنوان مسیر برگشت جریان می‌باشد، به عبارت دیگر در این سیتم جریان و قدرت از طریق هادی های خطوط و زمین که مانند یک هادی می‌باشد انتقال پیدا می‌کند

سیستم‌های تک قطبی HVDC برای قدرتهای نسبتاً کم مورد استفاده قرار می‌گیرند و عمدتاً توسط کابل انتقال می‌یابند

در بعضی از طرح‌های سیستم‌های تک قطبی به سادگی به سیستم‌های دو قطبی تبدیل می‌شوند ( به وسیله اضافه کردن ایستگاه و قطب خطوط)

جریان جاری در سیستم انتقال تک قطبی اجرا شده شکل(1-2) بین 200 تا 800 آمپر است

جریان زمین در مسیری که در این طرح‌ها پیش‌بینی شده جاری می‌شود، مسیر زمین کم هزینه و مقاومت کمتری دارد و در نتیجه هادی کمتری استفاده می‌شود که سهم زیادی در اقتصاد سیستم دارد

سیستم تک قطبی ارزشی معادل نیمی از سیستم دو قطبی دارد و هم ارزش است با طرح EHV-DC برای کابلهای زیر دریایی طولانی تا طول km25 و قدرت بالایی تا

حدود Mw 250. برای چنین کابلهایی توسط سیستم AC عملی نیست ، زیرا جریان شارژ خازنی بالای AC حرارترا در کابلها افزایش داده و علاوه لذا تلفات زیاد به کابل نیز آسیب می‌رساند

 شبکه تک قطبی با بیش از یک هادی

 در چنین سیستمی دو یا چند خط انتقال با پلاریته یکسان (منفی) وجود دارد و برگشت جریان از زمین و یا از دریا انجام می‌شود. در صورت بروز خطا در یکی از هادیها می‌توان با اتصال مبدل‌ها به هادی دیگر دارای ظرفیت اضافه‌بار می‌باشد بخشی از توان خط خارج شده را انتقال داد

 در این شبکه برای کاهش تلفات کرونا از وجود دو و یا چند هادی استفاده شده است . محدودیت کاربرد این نوع لینک DC مانند تک قطبی همان عبور جریان از زمین می‌باشد که در این جریان در مناطق شهری باعث خوردگی الکترونیکی لوله‌ها و سازه‌های فلزی و همچنین در دریا باعث انحراف قطب‌نمای مغناطیسی شناورهای دریایی خواهد شد

سیستم‌ انتقال دو قطبی HVDC

 در این خطوط انتقال HVDC ایستگاه‌ها دو قطبی می‌باشند یکی مثبت و دیگری منفی. نقاط وسطی مبدل‌ها در هر ایستگاه زمین شده است و قدرت انتقال آن دو برابر تک قطبی است

این سیستم برای انتقال قدرتهای بالا و مسافت زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. یک برج خط HVDC دو قطبی دو هادی دارد یکی پلاریته مثبت که از طریق بدنه برج زمین می‌شود و دیگری منفی که ولتاژ بین دو قطب دو برابر ولتاژ بین قطب وزمین است

یک سیستم دو قطبی نرمال از دو تک قطب مجزا با یک زمین ساخته می‌شود لذا این دو قطب می‌توانند بطور مجزا و مستقل راه‌اندازی شوند

در راه‌اندازی نرمال با جریانهای مساوی جریان زمین صفر می‌باشد ولی با بروز اشکال در یکی از قطبها ، قطب دیگر می تواند نیمی از قدرت دو قطبی را انتقال دهد و لذا با بروز اشکال در یک سیستم دو قطبی ، آن سیستم می‌تواند بطور اتوماتیک به یک سیستم تک قطبی تبدیل شود

مزایا و معایب خطوط HVDC از نظر فنی

بطور خلاصه می توان مزایای فنی خطوط HVDC نسبت به خطوط HVAC و EHV-AC را به ترتیب زیر بیان کرد

1ـ عدم انتقال توان راکتیو

2ـ عدم محدودیت روی طول خط بخاطر پایداری

3ـ هر سیستم می‌تواند به طور مستقل عمل نماید در حالیکه در AC  توان عملکرد دو فاز و تکفاز موجود نیست

4ـ تلفات اهمی کمتر ( به خاطر نبودن اثر پوستی)

5ـ ظرفیت بیشتر هادیها ( به خاطر ضریب توان یک)

6ـ کرونا و تداخل امواج رادیویی کمتر

7ـ سطح اتصال کوتاه کمتر در طرف DC و زیاد نکردن اتصال کوتاه در شبکه AC

8ـ کنترل سریع فلوی انرژی به خاطر وجود یکسو کننده‌ها

9ـ سطح ولتاژ کلیدزنی کمتر

از نظر فنی معایب شبکه‌های DC نسبت به AC عبارتند از

1ـ عدم وجود کلیدهای سریع HVDC که پیدایش شبکه‌های به هم پیوسته  DC را ناممکن یا مشکل می‌کند

2ـ ایجاد هارومونیک زیاد توسط یکسو کننده‌ها که استفاده از فیلترها را در محل یکسو کننده‌ها ضروری می‌کند

3ـ توان راکتیو مصرفی توسط یکسو کننده‌ها که وجود خازنهای موازی را در محل یکسو کننده‌ها ضروری می‌کند

 ارزیابی

در جریان مستقیم تولید انرژی و تبدیل ولتاژ خصوصاً در مقادبر بزرگ بسیار مشکل بوده و نسبت به جریان متناوب گرانتر می باشد. با این وجود سیستم‌های DC برخی از مسائل و مشکلات سیستم‌های AC مانند سنکرونیزاسیون و پایداری را ندارند. ضمناً در انتقال انرژی بصورت EHV-AC و انتقال انرژی با کابل‌های عایقدار و برخی موارد دیگر، استفاده از سیستم DC ارزانتر می‌باشد

در خطوط انتقال انرژی بصورت DC هزینه هادی، هزینه ایزولاسیون و هزینه پایه و پی در شرایط یکسان نسبت به خطوط ACاساس سیستم‌های قدرت را تشکیل می‌دهند بنابراین تنها در شرایطی که طول خط انتقال بسیار بلند باشد از سیستم‌DC استفاده می‌شود

در انتها نیز مقایسه‌ای بین HVDC و HVAC انجام می‌دهیم

1ـ هزینه ساخت ایتسگاه‌های یکسو‌سازی در سیستم HVDC از هزینه ساخت پستها در HVAC خیلی بیشتر است

2ـ خطوط انتقال هوایی (دکلها، مقره‌ها و… ) در HVDC از خطوط انتقال هوایی در HVAC ارزانتر می‌باشد

3ـ کابل‌های HVDC از کابل های HVAC خیلی ارزانتر هستند و لذا برای فواصل زیاد مقرون به صرفه بوده و انتقال انرژی بوسیله HVDC ارزانتر از HVAC است

توسط سیستم HVDC می‌توان صرفه‌جویی زیادی نمود

مقدمه

رشد سریع در مصرف انرژی الکتریکی لزوم انتقال این انرژی را در ظرفیت های بالا از مراکز تولید به مصرف ضروری ساخته است ، اما در سالهای اخیر مسائل اقتصادی در تولید و انتقال انرژی با قیمت ارزان از یک طرف ومسائل محیط زیستی نظیر آلودگی بیش از حد در شهرهای بزرگ از طرف دیگر باعث شده است که نیروگاه ها اکثرا در فواصل دور از مرکز مصرف عمده و در محل منبع سوخت ارزان تاسیس شوند و خطوط انتقال با ظرفیت بالا و طول زیاد برای انتقال انرژی ایجاد شود

برخی از مزایا HVDC

 1ـ مقدار توان برهادی بزرگتر است

2ـ خط از ساختار ساده تری برخوردار است

3ـ از اثر برگشت زمین می توان استفاده نمود ، بنابراین هر هادی می تواند در یک مدار مستقل قرار بگیرد

4ـ جریان شارژینگ وجود ندارد

5ـ می توان در ولتاژهای بالاتر از کابلها استفاده نمود

6ـ دامنه اضافه ولتاژهای سوئیچینگ به مراتب کمتر از انتقال AC  است

7ـ چون جهت میدان الکتریکی اعمال شده به عایق کابلها ثابت است لذا عمر این عایقها بالاتر می رود

8ـ در صورت پیرشدن عایق کابلها، میتوان از کابلهای تحت ولتاژ کمتری استفاده کرد

9ـ تلفات کرونا وتداخل رادیویی آن بویژه درهوای نامساعد کمتر ازانتقال AC است

10 ـ مـورد 9 شـرط استفاده از خطـوط باندل را در ولتاژهای بالا سبکتر می کند

11ـ لزومی ندارد که طرفیـن AC  سنـکرون باشـد حتی می توانند فرکانسهای مختلفی داشته باشند

12ـ سطح اتصال کوتاه DC  تغییر چندانی نمی کند

13ـ جـریان اتصـال کـوتاه DC  به 2 برابر جـریان  نامی خط محدود است

برخی از معایب HVDC

1ـ مبدل ها گران قیمت هستند

2ـ مبدل ها به توان راکتیو زیادی نیاز دارند

3ـ در صورت لزوم نمی توان بار زیادی روی مبدلها تحمیل کرد

4ـ ابعاد پست مبدل به خاطر وجود مناطق AC  و DC  جداگانه بزرگ است

5ـ تریستورها در برابر حرارت و تنشهای الکتریکی حساسند و نیاز به مواظبت و نگهداری دارند

6ـ نداشتن کلیدهای فشار قوی DC  در جریان بالا از امکان به هم پیوستن سیستم های HVDC  می کاهد

اصول کنترل در مبدلها و سیستم های HVDC

1-Rene Thury  2-Moutiers

1-Itaipu

 1-Back to back

1-Mono Polar

1- Homo Polar

1-Bi  polar