فهرست مطالبفهرست مطالبهفهرست جدولهالچکیده1فصل اول: کلیات تحقیق21-1 مقدمه21-2 بیان مسئله و ضرورت انجام تحقیق41-2-1 تفاوت جبرانسازی توان راکتیو در شبکه های توزیع و انتقال61-2-2 تجهیزات جبرانساز توان راکتیو71-2-3 مقدمه ای بر تقسیم بندی پایداری ولتاژ91-2-4 موتورهای القایی91-3 فرضیه های تحقیق101-4 روند ارائه مطالب12فصل دوم : مروری بر تحقیقات انجام شده132-1 مقدمه132-2 مروری بر ادبیات تحقیق13فصل سوم : روش تحقیق303-1 مقدمه303-2 تجهیزات جبرانساز توان راکتیو313-2-2 عوامل محدودیت قابلیت باربری شبکه363-2-3 اهمیت نسبی پارامترهای قابل کنترل393-2-4 تاریخچه ادوات FACTS403-2-5 اهداف FACTS413-2-5-1 اهداف دوگانه ادوات FACTS :413-2-6 کاربرد ادوات FACTS در سیستم های قدرت :423-2-7 انواع اصلی کنترل کننده های FACTS433-2-7-1 کنترل کننده سری433-2-7-2 کنترل کننده موازی443-2-7-3 کنترل کننده های ترکیبی سری – سری443-2-7-4 کنترل کننده های ترکیبی سری – موازی443-2-8 اهمیت نسبی انواع مختلف کنترل کننده ها443-2-9 تعاریف کنترل کننده های FACTS443-2-10 کنترل کننده های موازی :443-2-10-1 جبران ساز توان راکتیو استاتیکی (SVC) :443-2-10-2 راکتور قابل کنترل با تریستور (TCR) :443-2-10-3 راکتور قابل کلیدزنی با تریستور (TSR) :443-2-10-4 خازن قابل کلیدزنی با تریستور (TSC) :443-2-10-5 مولد یا جذب کننده توان راکتیو (SVG) :443-2-10-6 سیستم توان راکتیو (VAR) استاتیکی (SVS) :443-2-10-7 مدل SVC443-2-10-8 مدل ریاضی SVC443-2-10-9 جبران کننده سنکرون استاتیکی (STATCOM) :443-2-10-10 مولد سنکرون استاتیکی (SSG)443-2-10-11 سیستم ذخیره انرژی باطری (BESS)443-2-10-12 ترمز مقاومتی با کنترل تریستوری (TCBR)443-2-11 کنترل کننده های متصل شده به صورت سری443-2-11-1 خازن سری با کنترل تریستوری (TCSC) :443-2-11-2 خازن سری قابل کلیدزنی با تریستور (TSSC) :443-2-11-3 راکتور سری با کنترل تریستوری (TCSR) :443-2-11-4 راکتور سری قابل کلیدزنی با تریستور (TSSR) :443-2-11-5 جبران ساز سنکرون استاتیکی به صورت سری (SSSC) :443-2-12 کنترل کننده های ترکیبی سری - سری :443-2-12-1 کنترل کننده فلوی جریان توان میان خط (IPFC) :443-2-13 کنترل کننده های ترکیبی سری و موازی :443-2-13-1 کنترل کننده یکپارچه فلوی جریان توان (UPFC) :443-2-13-2 ترانسفورماتور تغییر دهنده فاز با کنترل تریستوری (TCPST) :443-2-13-3 کنترل کننده میان فاز توان (IPC) :443-2-14 کنترل کننده های دیگر443-2-14-1 محدود کننده ولتاژ با کنترل تریستور (TCVL) :443-2-14-2 تنظیم کننده ولتاژ با کنترل تریستوری (TCVR) :443-2-15 لیست منافع محتمل از فن آوری FACTS443-2-16 نتیجه گیری443-3 مدل مداری ماشین القایی سه فاز443-4 سناریوهای مطالعاتی44فصل چهارم : شبیه سازی کامپیوتری444-1 مقدمه444-2 مدلسازی ماشین القایی444-3 سناریو های مورد مطالعه در این تحقیق444-3-1 سناریو اول : بررسی اثر خطای اتصال کوتاه بدون حضور منابع جبرانساز توان راکتیو444-3-2 سناریو دوم : بررسی اثر خطای اتصال کوتاه در حضور منابع جبرانساز توان راکتیو444-4 سناریو سوم : بررسی وقوع قطعی در تغذیه موتور بدون حضور منابع توان راکتیو444-5 سناریو چهارم : بررسی وقوع قطعی در تغذیه موتور در حضور منابع توان راکتیو444-6 نتیجه گیری44فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات445-1 مقدمه445-2 نتیجه گیری445-3 پیشنهادات44 فهرست شکلهاشكل2-1 بلوک دیاگرام کنترل ولتاژ اتوماتیک(agc)[۳]15شكل2-2 نقش توان راکتیو در تصحیح ضریب توان[۴]16شكل2-3 نقش تزریق توان راکتیو در تنظیم ولتاژ[۴]16شكل2-4 رابطه بین ولتاژ طرف مصرف کننده با نوع بار،ضریب توان بار و طول خط[۴]17شكل2-5 تغییرات ولتاژ وسط خط انتقال نسبت به توان اکتیو عبوری از خط[۴]18شكل2-6 شبکه توزیع مورد مطالعه توان راکتیو در مرجع[۵]19شكل2-7 بانک توان راکتیو متمرکز[۵]20شكل2-8 الگوریتم پیشنهادی برای محاسبه سایز بهینه منبع متمرکز توان راکتیو[۵]20شكل2-9 منحنی توانایی ژنراتور سنکرون در تأمین رزرو توان راکتیو[۶]21شكل2-10 افزایش حد بارپذیری سیستم با حضور منابع تولید پراکنده[۷]22شكل2-11 میزان تغییرات ولتاژ در هر باس با حضور منبع تولید پراکنده در آن[۷]23شكل2-12 میزان اثر افزایش ضریب نفوذ منابع تولید پراکنده روی افزایش حد بارپذیری سیستم[۷]23شكل2-13 ساختار کنترلر پیشنهادی[۹]25شكل2-14 توزیع مکان های قطب در حضور کنترل کننده[۹]25شكل2-15 میرا شدن نوسانات جریان استاتور و ولتاژ dc با/بدون کنترل کننده [۹]26شكل2-16 مدار مورد مطالعه در مرجع[۱۰]27شكل2-17 جریان راکتیو تزریقی استتکام در دو حالت عملکرد عادی و عملکرد ضمن کنترل گشتاور[۱۰]27شكل2-18 جریان راکتیو تزریقی استتکام نسبت به سرعت در دو حالت کنترل عادی و کنترل گشتاور[۱۰]27شكل2-19 مدار استفاده شده برای ایجاد عدم تعادل ولتاژ در ترمینال ماشین[۱۴]28شكل2-20 شبکه آزمون مورد مطالعه در مرجع[۱۵]29شكل3-1 طبقه بندی ادوات FACTS34شكل3-2 انواع اصلی کنترل کننده های FACTS (الف) نماد عمومی برای کنترل کننده های FACTS، (ب) کنترل کننده سری44شكل3-3 کنترل کننده : (الف) موازی، (ب) یکپارچه سری (ج) هماهنگ شده سری و موازی، (د) یکپارچه سری و موازی44شكل3-4 (الف)کنترل کننده یکپارچه برای خطوط متعدد(ب)کنترل کننده سری با ذخیره ساز(ج)کنترل کننده موازی با ذخیره ساز (د) کنترل کننده یکپارچه سری و موازی با ذخیره ساز44شكل3-5 جبران کننده توان راکتیو استاتیکی (SVC)، مولد توان راکتیو استاتیکی (SVG)، سیستم توان راکتیو استاتیکی (SVS)، راکتور قابل کنترل با تریستور (TCR)، خازن قابل کلیدزنی با تریستور (TSC)، راکتور قابل کلیدزنی با تریستور (TCR)44شكل3-6 مشخصه V-I، SVC44شكل3-7 (الف) ساختار SVC (ب) مدل ریاضی44شكل3-8 بلوک دیاگرام مدل SVC44شكل3-9 ساختار STATCOM44شكل3-10 مشخصه ولتاژ – جریان STATCOM44شكل3-11 کنترل کننده موازی بسته شده : جبران کننده سنکرون استاتیکیSTATCOM، مبتنی بر کنورتورهای منبع ولتاژی و منبع جریانی44شكل3-12 STATCOM با ذخیره ساز44شكل3-13 ترمز مقاومتی با کنترل تریستوری44شكل3-14 خازن سری قابل کنترل با تریستور (TCSC)44شكل3-15 خازن سری قابل کلید زنی با تریستور (TSSC)44شكل3-16 راکتور سری با کنترل تریستوری (TCSR)44شكل3-17 نقش خازن سری در خط انتقال44شكل3-18 جبران ساز سنکرون استاتیکی به صورت سری (SSSC)44شكل3-19 کنترل کننده فلوی جریان توان میان خط (IPFC)44شكل3-20 IPFC قابل تعمیم به n خط44شكل3-21 اضافه نمودن STATCOM به IPFC44شكل3-22 کنترل کننده یکپارچه فلوی جریان توان UPFC44شكل3-23 رانسفورماتور تغییر دهنده فاز با کنترل تریستوری (TCPST)44شكل3-24 (الف) ترانسفورماتور جابه جا کننده فاز قابل کنترل با تریستور (TCPST) با تنظیم کننده زاویه فاز قابل کنترل با تریستور (TCPR) ، (ب) کنترل کننده یکپارچه فلوی جریان توان (UPFC)44شكل3-25 ساختار IPC44شكل3-26 انواع کنترل کننده های دیگر (الف) محدود کننده ولتاژ قابل کنترل با تریستور (TCVL) (ب) تنظیم کننده ولتاژ قابل کنترل با تریستور (TCVR) (ج) تنظیم کننده ولتاژ قابل کنترل با تریستور (TCVR) مبتنی بر تزریق ولتاژ44شكل3-27 مدار معادل ایده آل ماشین القایی سه فاز44شكل3-28 مدار معادل ماشین القایی سه فاز در دستگاه مختصات dq044شكل4-6 مدار پیاده سازی شده در سناریو اول44شكل4-7 عدد لغزش ماشین القایی44شكل4-8 گشتاور الکترومغناطیسی ماشین القایی44شكل4-9 جریان استاتور ماشین القایی44شكل4-10 جریان روتور ماشین القایی44شكل4-11 عدد لغزش ماشین القایی44شكل4-12 منحنی گشتاور الکترومغناطیسی ماشین القایی44شكل4-13 جریان سه فاز استاتور ماشین القایی44شكل4-14 جریان روتور ماشین القایی44شكل4-15 عدد لغزش موتور القایی در حالت جبرانسازی ناکافیِ توان راکتیو44شكل4-16 عدد لغزش ماشین القایی44شكل4-17 گشتاور الکترومغناطیسی ماشین القایی44شكل4-18 جریان استاتور ماشین القایی44شكل4-19 جریان روتور ماشین القایی44شكل4-20 عدد لغزش ماشین القایی44شكل4-21 گشتاور الکترومغناطیسی ماشین القایی44شكل4-22 جریان استاتور ماشین القایی44شكل4-23 جریان روتور ماشین القایی44فهرست جدولهاجدول3-1 تخصیص ویژگی به کنترل کننده ها44 صورت جلسه دفاع چکیدهافزایش حضور بارهای غیرخطیِ الکترونیک قدرت در شبکه های توزیع از یک طرف و تغییرات به وقوع پیوسته در شبکه های توزیع نظیر حضور منابع تولید پراکنده و امکان تشکیل ریز شبکه[1] های قدرت، نیاز به مطالعات جدید در شبکه های توزیع را افزایش داده است. تغییرات مذکور می تواند موجب افزایش و یا کاهش کیفیت توان در شبکه قدرت شود. از طرف دیگر تزریق توان راکتیو شبکه می تواند تحت تأثیر قرار گیرد. از این رو لزوم مطالعه عناصر وابسته به توان راکتیو در شبکه بیش از پیش مهم شده است. چراکه جبرانسازی توان راکتیو نه تنها برای افزایش کیفیت ولتاژ شبکه و کیفیت توان است، بلکه مهم تر از آن، برای جلوگیری از وقوع ناپایداری ولتاز در شبکه است. از این رو این تحقیق را می توان هم مطالعه اثر ناپایداری های ولتاژ و هم مطالعه کیفیت بد ولتاژ روی عملکرد ماشین های القایی دانست. این تحقیق ضمن مروری بر مباحث توان راکتیو، انواع جبران ساز ها و مباحث پایداری ولتاژ، ماشین های القایی را بعنوان مجموعه بارهای راکتیو صنعتی، مورد مطالعه حساسیت عملکرد در مقابل تأمین یا عدم تأمین توان راکتیو قرار داده است. برای این منظور مطالعات مبتنی بر طراحی سناریو های مختلف پیش برده شده است. نتایج حاکی از اهمیت تأمین توان راکتیو مورد نیاز و افزایش کیفیت ولتاژ بصورت محلی دارد تا ماشین های القایی بتوانند در ضریب توان بالا و با بازدهی بالا کار کنند و متوقف نیز نشوند. [1]Micro grid