فصل اول

پیشگفتار

1-1 مقدمه

این نوشتار عهده دار معرفی ادوات جدید سیستم های مدرن انتقال انرژی می‌باشد که تحول زیادی را در بهره‌برداری و کنترل سیستمهای قدرت ایجاد خواهد کرد.

با رشد روز افزون مصرف،سیستمهای انتقال انرژی با بحران محدودیت انتقال توان مواجه هستند.این محدودیتها عملاً بخاطر حفظ پایداری و تامین سطح مجاز ولتاژ بوجود می‌آیند.بنابراین ظرفیت بهره‌برداری عملی خطوط انتقال بسیار کمتر از ظرفیت واقعی خطوط که همان حد حرارتی آنهاست ، می‌باشد.این امر موجب عدم بهره برداری بهینه از سیستم‌های انتقال انرژی خواهد شد.یکی از راههای افزایش ظرفیت انتقال توان‌،‌احداث خطوط جدید است که این امر هم چندان ساده نیست ومشکلات فراوانی را به همراه دارد.

با پیشرفت صنعت نیمه هادیها و استفاده آنها در سیستم قدرت،مفهوم سیستم های انتقال انرژی انعطاف‌پذیر(FACTS) مطرح شد که بدون احداث خطوط جدید بتوان از ظرفیت واقعی سیستم انتقال استفاده کرد.

پیشرفت اخیر صنعت الکترونیک در طراحی کلیدهای نیمه هادی با قابلیت خاموش شدن و استفاده از آن در مبدل های منبع ولتاژ در سطح توان و ولتاژ سیستم قدرت علاوه بر معرفی ادوات جدیدتر،تحولی در مفهوم FACTS بوجود آورد و سیستمهای انتقال انرژی را بسیار کارآمدتر و موثرتر خواهد کرد .

برای درک بهتر و شناساندن مشخصات برجسته این ادوات درقدم اول لازم است مشکلات موجود سیستم های انتقال انرژی شناسائی شوند.آنگاه راه حل های کلاسیک برای رفع آنها بیان می شوند.مبدل‌های منبع ولتاژ،که ساختار کلیه ادوات جدید FACTS بر آن استوار است در بخش بعدی مورد بحث قرار
می گردد و در خاتمه نسل جدید ادوات FACTS معرفی می شوند .

1-2 محدودیتهای انتقال توان در سیستمهای قدرت

یک سیستم قدرت از سه قسمت عمده تولید،انتقال و مصرف تشکیل شده است. هدف یک مهندس بهره‌بردار قدرت این است که توان خواسته شده مصرف‌کننده را تحت ولتاژ ثابت و فرکانس معین تامین نماید.از لحاظ کنترل روی مصرف کننده نمی توان محدودیت زیادی اعمال کرد زیرا او خریدار است و خواسته هایش باید تامین شود.

فهرست
عنوان    صفحه
فصل اول : پیشگفتار
1-1 مقدمه     1
1-2  محدودیت های انتقال توان در سیستم های قدرت
1-2-1 عبور توان در مسیرهای ناخواسته     1
2
1-2-2  ضرفیت توان خطوط انتقال     3
1-3 مشخصه باپذیری خطوط انتقال     3
1-3-1 محدودیت حرارتی    4
1-3-2 محدودیت افت ولتاژ    5
1-3-3 محدودیت پایداری     6
1-4 راه حل‌ها
1-4-1 کاهش امپدانس خط با نصب خازن سری    7
7
1-4-2 بهبود پرفیل ولتاژ در وسط خط     8
1-4-3 کنترل توان با تغییر زاویه قدرت     8
1-5 راه حل‌های‌ کلاسیک    9
1-5-1 بانک‌های خازنی سری با کلیدهای مکانیکی    9
1-5-2 بانک‌های خازنی وراکتوری موازی قابل کنترل با کلیدهای مکانیکی     9
1-5-3 جابجاگر فاز    9

فصل دوم : آشنایی اجمالی با ادوات FACTS
2-1 مقدمه    11
2-2 انواع اصلی کنترل کننده های FACTS    11
2-2-1 کنترل کننده‌های سری    11
2-2-1-1 جبران ساز سنکرون استاتیکی به صورت سری(SSSC)    11
2-2-1-2 کنترل کننده‌های انتقال  توان میان خط(IPFC)    12
2-2-1-3 خازن سری با کنترل تریستوری (TCSC)    12
2-2-1-4 خازن سری قابل کلیدزنی با تریستور (TSSSC)    12
2-2-1-5 خازن سری قابل کلید زنی با تریستور (TSSC)    12
2-2-1-6 راکتور سری قابل کلید زنی با تریستور (TSSR)    13
2-2-1-7 راکتور با کنترل تریستوری (TCSR)    13
2-2-2 کنترل کننده‌های موازی     13
2-2-2-1 جبران کننده سنکرون استاتیکی(STATCOM)     13
2-2-2-2 مولد سنکرون استاتیکی (SSG)    13
2-2-2-3 جبران ساز توان راکتیو استاتیکی(SVC)    14
2-2-2-4 راکتور قابل کنترل با تریستور (TCR)    14
2-2-2-5 راکتور قابل کلیدزنی با تریستور(TSR)    14
2-2-2-6 خازن قابل کلیدزنی با تریستور (TSC)    14
2-2-2-7 مولد یا جذب کننده توان راکتیو (SVG)    15
2-2-2-8 سیستم توان راکتیو استاتیکی (SVS)    15
2-2-2-9 ترمز مقاومتی با کنترل تریستوری (TCBR)    15
2-2-3 کنترل کننده ترکیبی سری – موازی     15
2-2-3-1 کنترل کننده یکپارچه انتقال  توان (UPFC)    15
2-2-3-2 محدود کننده ولتاژ با کنترل تریستوری(TCVL)    16
2-2-3-3 تنظیم کننده ولتاژ با کنترل تریتسوری (TCVR)    16
2-2-3-4 جبران‌سازهای استاتیکی توان راکتیو SVC و STATCOM    16
2-3 مقایسه میان SVC و STATCOM    17
2-4 خازن سری کنترل شده با تریستور GTO (GCSC)    18
2-5 خازن سری سوئیچ شده با تریستور (TSSC)    18
2-6 خازن سری کنترل شده با تریستور (TCSC)    19
فصل سوم : بررسی انواع کاربردی ادوات FACTS
3-1 مقدمه     20
3-2 منبع ولتاژ سنکرون بر پایه سوئیچینگ مبدل     20
3-3 کنترل کننده توان عبوری بین خطی (IPFC)    23
3-4 جبرانگر سنکرون استاتیکی سری (SSSC)    28
3-5 جبرانگر سنکرون استاتیکی (STATCOM)    31
3-6 آشنایی با UPFC    35
3-6-1 تاثیر UPFC بر منحنی بارپذیری    36
3-6-2 معرفی UPFC    36
3-7 آشنایی با SMES    38
3-7-1 نحوه کار سیستم SMES    38
3-7-2 مقایسه SMES با دیگر ذخیره کننده های انرژی     40
3-8 آشنایی با UPQC    40
3-8-1 ساختار و وظایف UPQC    41
3-9 آشنایی با HVDCLIGHT    42
3-9-1 مزایای سیستم HVDCLIGHT    43
3-9-2 کاربرد سیستم HVDCLIGHT    44
3-9-3 عیب سیستم HVDCLIGHT    46
3-9-4 بررسی اضافه ولتاژهای داخلی در خطوط انتقال قدرت HVDC    46
3-10 مقایسه SCC  و TCR از دیدگاه هارمونیک های تزریقی به شبکه توزیع     47
3-11 SVC    49
3-12 مبدل های منبع ولتاژ VSC    51
فصل چهارم : نتیجه گیری    55
منابع    58

منابع:

[1] نارین جی،هینگورانی،لازلوکایوگی ،آشنایی با FACTS ، مهندسین مشاور قدس نیرو،     بهار84?

[2] هوآسونگ، یونگ، تی جانز ،آلن،کمیته تحقیقات شرکت برق منطقه‌ای هرمزگان ، دانشگاه هرمزگان ، زمستان 1379?

[3] نظرپور،داریوش ، حسینی،سید حسین، قره پتیان ،گئورگ ، مدلسازی جدید UPFC برای مطالعات دینامیکی و میراسازی نوسانات سیستم‌های قدرت ، بیستمین کنفرانس بین المللی برق ، صص 1- 8 ،1383?

[4] اسماعیلی،احمد،نبوی نیاکی، سید علی،روحی، جواد،نمایش تاثیر UPFC بر منحنی بارپذیری Tie –Line ، سیزدهمین کنفرانس مهندسی برق ایران، اردیبهشت 84?

[5] نشریه صنعت برق ، شهریور 84 ، شماره 111

[6] نورزیان ،رضا ، عابدی، مهرداد ، قره پتیان، گئورگ، فتحی، سید حمید ، ارایه روش کنترلی مناسب برای UPQC به منظور بهسازی جامع اغتشاشات مخل در کیفیت توان، هیجدهمین کنفرانس بین المللی برق.

[7] پرنیانی،مصطفی،اسکندری،حمید،نشریه علمی برق،سال پانزدهم ، شماره 35 ، ص 90-77 ، 1381?