دانلود پروژه:مدلسازی توربین بادی متصل به شبکه توزیع و یا فوق توزیع جهت تامین بار

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                   صفحه

مقدمه……………….. 2

1-1-    پيشگفتار. 2

1-2-    انواع ژنراتورهای مورد استفاده در توربین های بادی.. 3

1-2-1-     ژنراتور DC  با پل اینورتري با کموتاسیون خط.. 4

1-2-2-     کاربرد ژنراتور سنکرون و اینورتر/ یکسو ساز در توربینهاي بادي: 6

فصل 2-     مروری بر تحقیقات انجام شده 9

2-1-    سیستم هاي ژنراتور القایی تغذیه دو سویه براي توربین هاي بادي.. 9

2-1-1-     کاربرد ژنراتورهاي القائی دو سو تغذیه متصل به اینورتر / یکسوساز با رابط جریان :DC.. 16

2-1-2-     كاربرد ژنراتور القائی دو سو تغذیه متصل به اینورتر / یکسوساز با رابط ولتاژ:DC.. 17

2-1-3-     كاربرد  ژنراتور القائی دو سو تغذیه و سیکلوکانورتر(مبدل AC/ AC): 19

2-1-4-     آرایشهاي توربین بادي سرعت متغیر با ظرفیت کم. 21

2-1-5-     ژنراتور DC با رابط ولتاژ DC  بکارگیري چاپرها: 21

2-2-    ژنراتور القايي.. 21

2-2-1-     ژنراتور القائی با رابط ولتاژDC: 21

2-2-2-     ژنراتور القائی با رابط جریان DC: 22

2-2-3-     آرایش ژنراتور القائی و سیکلوکانوتر: 22

2-2-4-     ژنراتور القائی و مبدلی با رابط فرکانسی بالا: 23

2-3-    آرایش هاي ژنراتورهاي آهنربائی دائم: 23

2-4-    مشکل هارمونیک ها در اتصال تولید پراکنده به شبکه توزیع و افت کیفیت توان. 29

2-4-1-     هارمونیکها و هارمونیکهای میانی.. 30

2-4-2-     انواع فیلترهای بهبود کیفیت توان. 31

2-5-    تاثیر نصب مولد تولید پراکنده بر روي سیستم حفاظتی شبکه توزیع وارائه تجربه عملی ستینگ حفاظتی نمونه  32

2-6-    نگاهي به نيروگاههاي بادي از ديدگاه اقتصادي.. 40

2-6-1-     بررسی اقتصادي تولید پراکنده در سیستم توزیع.. 44

فصل 3-     مدلسازی سیستم بادی.. 62

3-1-    تحلیل مسایل اقتصادي پروژه ها 62

3-1-1-     مزایاي اقتصادي DG ازدید شرکت توزیع.. 63

3-2-    تحلیل توربین بادی.. 64

فصل 4-     شبیه سازی ها و اخذ نتایج آن. 73

4-1-    شبیه سازی سیستم مورد مطالعه. 73

4-1-1-     حالت عادی کارکرد سیستم. 73

4-1-2-     عملکرد سیستم با در نظر گرفتن یک خطای تکفاز در سیستم. 84

4-2-    شبیه سازی توربین بادی با ژنراتور القایی عادی متصل به شبکه توزیع.. 93

4-2-1-     شبیه سازی توربین بادی عادی متصل به شبکه توزیع  بدون اعمال اتصال کوتاه 95

4-2-2-     شبیه سازی توربین بادی عادی متصل به شبکه توزیع با اعمال فالت  تکفاز. 101

4-3-    پايداري ولتاژ. 107

4-3-1-     پايداري گذرا 108

4-4-    اصول عملکرد بانک های خازنی و اصلاح ضریب توان. 109

فصل 5-     نتیجه گیری و پیشنهادات… 118

5-1-    نتیجه گیری.. 118

5-2-    پیشنهادات   119

فهرست مراجع…  120

 فهرست جدول ها

عنوان                                                                                                                                   صفحه

جدول 2-1- مقايسه انواع ژنراتور………………………………………………………………………………………………………..23

جدول 2-2- توان بادی نصب‌شده در دنیا……………… ……………………………………………………………………………26

جدول2-3- هزینه هاي سوخت و نگهداري نیروگاه هاي گاز و بخار براي تولید یک مگاوات ظرفیت در مدت 20 سال……………. ………………………. ………………… ……………………………………………………………………………….41

جدول 2-4- میزان برق تولیدي از نفت و گاز و هزینه آن……………………………………………………………………….42

جدول 2-5- پارامترهاي اقتصادي موثر در ارتباط با نیروگاههاي……………………………………………..43

جدول 2-6- مقادیر پولی مزایاي اقتصادي DG براي مشترکان………………………………………………………………..45

جدول 2-7- مقادیر پولی مزایاي اقتصادي DG براي شرکتهای برق…………………………………………………………45

جدول 2-8- مشخصات فنی و اقتصادي منابع مختلف انرژي…………………………………………………………………..46

جدول 2-9- نتایج تحلیلها و انتخابهاي برتر اقتصادي براي بار مصرفی مفروض از میان منابع مختلف انرژي.. 47

جدول 4-2 – مقاديرنامی ارایه شده در مراجع برای شبیه سازی سیستم   توربین بادی مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه…………………………………………………………………………………………………………………………………………113

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                                   صفحه

شكل 1-1-ژنراتور DC همراه با سيستم اينورتري (DC/AC)…………………………………………………………………4

شکل -1-2- آرایش ژنراتورDC همراه با سيستم اينورتري دوگانه…………………………………………………………….4

شکل 1-3- کاربرد ژنراتور DC با اضافه شدن خازن در سیستم اینورتر……………………………………………………..5

شکل 1-4- آرایش ژنراتور سنکرون با سیستم اینورتر(DC/AC)……………………………………………………………..6

شكل 2-1- ساختار بکار رفته براي ژنراتورهاي سرعت متغير با مرتبه تواني کامل براي مبدل………………………10

شکل 2-2- شماتیک کلی ژنراتورالقائی تغذیه دو سویه…………………………………………………………………………..11

شکل 2-3- اتصال ژنراتورالقائی تغذیه دو سویه با مبدل  الکترونیک قدرت………………………………………………12

شکل 2-4- مشخصه گشتاور سرعت سیستم…………………………………………………………………………………………13

شکل2-5- مشخصه تولید توان اکتیو و راکتیو یک DFIG بر اساس ضریب توان………………………………………13

شکل 2-6-   ژنراتور القائی دوسو تغذیه با اینورتر/  یکسوساز(AC/ DC/ AC)…………………………………….14

شکل 2-7-  آرایش ژنراتور القایی دوسو تغذیه و یکسوساز کموتاسیون اجباري………………………………………..15

شکل 2-8- سیستم توربین بادي سرعت متغییر با ژنراتورالقائی تغذیه دوسویه…………………………………………..16

شکل 2-9- آرایش ژنراتور القائی دوسو تغذیه با رابط ولتاژ DC…………………………………………………………….17

شکل 2-10- ژنراتور القائی دوتغذیه با دوحالت کار سرعت فوق و تحت سنکرون…………………………………….18

شکل 2-11-  کاربرد ژنراتور آسنکرون دوسو تغذیه و سیکلوکانورتر……………………………………………………….19

شکل 2-12 –  آرایش ژنراتور DC  با دو چاپر افزاینده (DC/AC) ………………………………………………………20

شکل 2-13- آرایش ژنراتور القائی با رابط ولتاژ DC و مبدل (AC/DC/AC)……………………………………….20

شکل 2-14- آرایش ژنراتور القائی با رابط جریان DC و مبدل (AC/DC/AC)……………………………………..21

شکل 2-15- آرایش اینورتر خودکموتاسیون با رابط فرکانس بالا ( تکفاز)………………………………………………..21

شکل 2-16- مقایسه مشخصه هاي نوعی خروجی…………………………………………………………………………………23

شکل 2-17- ظرفیت برق بادی جهان 2012-1996……………………………………………………………………………….25

شکل 2-18- ظرفیت برق بادی و میزان افزوده‌شده 10 کشور برتر 2012………………………………………………….25

شکل 2-19-سهم بازار 10 شرکت برتر درزمینه ساخت توربین‌های بادی،2012…………………………………………25

شکل 21- حساسیت پایین با عملکرد اشتباه رله فیدر فوق توزیع……………………………………………………………..34

شکل 2-20- عملکرد رله فیدر فوق توزیع به دلیل عدم سلکتیویته مناسب. ………………………………………………34

شکل 2-21- نمونه نمودارهاي استاندارد IEC……………………………………………………………………………………..36

شکل 2-22- منحنی حفاظتی  O/C…………………………………………………………………………………………………….37

شکل 2-23- منحنی حفاظتی E/F ……………………………………………………………………………………………………..38

شکل 2-24- نمودار دایره اي سهم نیروگاه هاي مختلف در تولید برق در ایران…………………………………………41

شکل 2-25- مقایسه قیمت تولید برق از منابع مختلف انرژي………………………………………………………………….43

شکل 2-26- تغییرات هزینه بهره برداري و ذخیره سالیانه با تغییرات قیمت سوخت ………………………………….44

شکل 2-27- نرخ برگشت سرمایه با توجه به قیمت گاز و برق ………………………………………………………………44

شکل 2-28- مقایسه دوره بازگشت سالانه سرمایه…………………………………………………………………………………46

شكل 2-29- دیاگرام تک خطی یک توربین بادی متصل به شبکه برای آنالیز قابلیت اطمینان ………………………56

شكل 2-30- توزیع تعداد عیب ها در اجزای مورد استفاده در توربین بادی ………………………………………..58

شكل 3-1- شكل موج Cp بر حسب  λوθp ……………………………………………………………………………………..62

شكل 3-2- شكل موج توان توربين بادي برحسب سرعت آن…………………………………………………………………63

شكل 3-3- مدل سیمولینکی توان تولیدی توربين بادي…………………………………………………………………………..63

شكل 3-4- مدل دینامیکی عملکرد و كنترل زاويه پره توربین بادی………………………………………………………….64

شكل 3-5- زیر سیستم مدل سازي شده برای توربین بادی……………………………………………………………………..65

شكل 3-6- مدل باد به كار گرفته شده در شبيه سازي توربین بادی………………………………………………………….67

شكل 3-7- مدل شبكه برق مصرفي براي اتصال به واحد توربین بادی…………………………………………………….67

شکل 4-1- بلوک دیاگرام شبکه بار مصرفی به همراه سیستم حفاظتی مربوطه……………………………………………71

 شکل 4-2- بلوک دیاگرام سیستم حفاظتی مربوط به توربین بادی…………………………………………………………..72

شکل 4-3- بلوک دیاگرام توربین بادی با ژنراتور القایی دو سو تغذیه با اعمال اتصال کوتاه تکفاز……………….72

شکل 4-4- نمودار ولتاژ سه فاز باس 120 کیلوولتی بر حسب پریونیت……………………………………………………73

شکل 4-5- نمودار ولتاژ سه فاز باس 25 کیلوولتی بر حسب پریونیت………………………………………………………73

شکل 4-6- نمودار ولتاژ سه فاز باس 575 ولتی بر حسب پریونیت………………………………………………………….74

شکل 4-7- نمودار توان اکتیو ارسالی توسط باس 25 کیلوولتی بر حسب مگاوات……………………………………..74

شکل 4-8- نمودار توان راکتیو ارسالی توسط باس 25 کیلوولتی بر حسب وار(ولت آمپر راکتیو)…………………75

شکل 4-9- نمودار ولتاژ توالی مثبت شبکه (plant) 2300 ولتی بر حسب پریونیت…………………………………..75

شکل 4-10- نمودار جریان توالی مثبت شبکه (plant) 2300 ولتی بر حسب پریونیت………………………………76

شکل 4-11- نمودار سرعت زاویه ای موتور القایی موجود در شبکه (plant) 2300 ولتی بر حسب پریونیت……………………………………………………………………………………………………………………………………………76

شکل 4-12- نمودار ولتاژ توالی مثبت باس 575 ولتی بر حسب پریونیت………………………………………………….77

شکل 4-13- نمودار جریان توالی مثبت باس 575 ولتی بر حسب پریونیت……………………………………………….77

شکل 4-14- نمودار توان اکتیو تولیدی توربین بادی با ژنراتور القایی دو سو تغذیه بر حسب مگاوات………….78

شکل 4-15- نمودار توان راکتیو تولیدی توربین بادی با ژنراتور القایی دو سو تغذیه بر حسب مگاوار…………78

شکل 4-16- نمودار ولتاژ جریان مستقیم خروجی کانورتر سمت شبکه بر حسب ولت………………………………79

شکل 4-17- نمودار سرعت خروجی روتور توربین بادی بر حسب پریونیت…………………………………………….79

شکل 4-18- نمودار سرعت باد برخوردی به پره های توربین بر حسب متر بر ثانیه……………………………………80

شکل 4-19- نمودار زاویه پره توربین بادی بر حسب درجه……………………………………………………………………80

 شکل 4-20- نمودار ولتاژ سه فاز باس 120 کیلوولتی بر حسب پریونیت با اتصال کوتاه تکفاز…………………..81

شکل 4-21- نمودار ولتاژ سه فاز باس 25 کیلوولتی بر حسب پریونیت با اتصال کوتاه تکفاز………………………81

شکل 4-22- نمودار ولتاژ سه فاز باس 575 ولتی بر حسب پریونیت با اتصال کوتاه تکفاز………………………….82

شکل 4-23- نمودار توان اکتیو ارسالی توسط باس 25 کیلوولتی بر حسب مگاوات با اتصال کوتاه تکفاز……..82

شکل 4-24- نمودار توان راکتیو ارسالی توسط باس 25 کیلوولتی بر حسب وار(ولت آمپر راکتیو) با اتصال کوتاه تکفاز………………………………………………………………………………………………………………………………………………..82

شکل 4-25- نمودار ولتاژ توالی مثبت شبکه (plant) 2300 ولتی بر حسب پریونیت با اتصال کوتاه تکفاز…..83

شکل 4-26- نمودار جریان توالی مثبت شبکه (plant) 2300 ولتی بر حسب پریونیت با اتصال کوتاه تکفاز…83

شکل 4-27- نمودار سرعت زاویه ای موتور القایی موجود در شبکه (plant) 2300 ولتی بر حسب پریونیت با اتصال کوتاه تکفاز………………………………………………………………………………………………………………………………84

شکل 4-28- نمودار ولتاژ توالی مثبت باس 575 ولتی بر حسب پریونیت با اتصال کوتاه تکفاز……………………84

شکل 4-29- نمودار جریان توالی مثبت باس 575 ولتی بر حسب پریونیت با اتصال کوتاه تکفاز…………………85

شکل 4-30- نمودار توان اکتیو تولیدی توربین بادی با ژنراتور القایی دو سو تغذیه بر حسب مگاوات با اتصال کوتاه تکفاز………………………………………………………………………………………………………………………………………..85

شکل 4-31- نمودار توان راکتیو تولیدی توربین بادی با ژنراتور القایی دو سو تغذیه بر حسب مگاوار با اتصال کوتاه تکفاز………………………………………………………………………………………………………………………………………..86

شکل 4-32- نمودار ولتاژ جریان مستقیم خروجی کانورتر سمت شبکه بر حسب ولت با اتصال کوتاه تکفاز…86

شکل 4-33- نمودار سرعت خروجی روتور توربین بادی بر حسب پریونیت با اتصال کوتاه تکفاز………………87

شکل 4-34- نمودار سرعت باد برخوردی به پره های توربین بر حسب متر بر ثانیه با اتصال کوتاه تکفاز……..88

شکل 4-35- نمودار زاویه پره توربین بادی بر حسب درجه با اتصال کوتاه تکفاز………………………………………88

شکل 4-36- نمودار ولتاژ خروجی  statcomبرحسب ولت با اتصال کوتاه تکفاز…………………………………….88

شکل 4-37- نمودار توان راکتیو تزریقی statcom بر حسب مگاوار با اتصال کوتاه تکفاز…………………….89

شکل 4-38- بلوک دیاگرام توربین بادی با ژنراتور القایی تک سو تغذیه بدون اعمال اتصال کوتاه……………….90