شماره مدرك
21088
شماره راهنما
18084
پديد آورنده
صادقي، علي
عنوان
مدلسازي گذراي ريزشبكه DC در حين عيب اتصال كوتاه
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
سيستم هاي قدرت
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1402
صفحه شمار
شانزده، 104 ص.
توصيفگر ها
مدلسازي حالت كار عادي ريزشبكه DC، مدلسازي در شرايط وقوع عيب ريزشبكه DC، مبدلهاي AC/DC، مبدلهاي DC/DC، اتصال كوتاه قطب به قطب، متوسطگيري مداري، سيستم خورشيدي، ذخيرهسازهاي انرژي، بارهاي DC
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/13
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي برق
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/03/13
كد ايرانداك
2961872
چكيده فارسي
مدلسازي سيستمهاي قدرت از موضوعات مهم است كه از گذشته تا كنون مورد توجه بوده است. اهميت مدلسازي در لحاظ كردن عوامل و اجزاء مهم در مطالعات موردنظر بگونهاي است كه با سادهترين مدل ممكن به دقت كافي در تحليل سيستم رسيد. ريزشبكهها از جمله زيرسيستمهاي جديد در سيستمهاي قدرت هستند كه به صورت AC، DC يا هيبريد، طراحي، ساخته و پيادهسازي ميشوند. مدلسازي ريزشبكهها نيز از اهميت زيادي برخوردار است بگونهاي كه با مدلهاي به قدركافي ساده بتوان دقت موردنظر را در نتايج مطالعات بدست آورد. در برنامههاي EMTP مدلهاي با جزئيات اجزاء در نظرگرفته ميشود كه منجر به دقت بالا ولي سرعت اجراي كم بخصوص در ريزشبكههاي داراي چندين مبدل الكترونيك قدرت ميشود. هدف اين پاياننامه ارائه مدلهايي براي ريزشبكههاي DC متشكل از عناصر مختلف است بطوري كه نه تنها ميتواند پاسخ سيستم به اختلالات كوچك را با دقت خوبي ارائه كند، بلكه تحليل اختلالات بزرگي مانند وقوع عيب اتصال كوتاه در خطوط DC نيز ميسر خواهد شد. اين مدلها دقتي نزديك به برنامههاي EMTP خواهند داشت اما نسبت به مدلهاي استفاده شده در اين برنامهها سادهتر هستند و زمان اجراي شبيهسازي زماني توسط آنها بسيار كمتر از برنامههاي EMTP خواهد بود. مدل پيشنهادي ريزشبكه DC در اين پاياننامه شامل مدلسازي خطوط DC، مبدلهاي الكترونيك قدرت (VSC، باك، بوست و باك نيمپل)، آرايههاي خورشيدي، ذخيرهسازهاي انرژي، بارهاي DC و شبكه AC متصل به ريزشبكه است. اين مدل از طريق روش متوسطگيري مداري از جزئيات كليدزني مبدلها صرف نظر كرده و با مدلسازي شبكه AC در دستگاه dq سرعت انجام محاسبات را افزايش ميدهد. همچنين دقت اين مدل با در نظرگيري پاسخ سيستمهاي كنترلي مبدلهاي الكترونيك قدرت، ارائه مدل متوسط از مبدلهاي ريزشبكه، درنظرگيري مراحل مختلف تغيير توپولوژي سيستم در اثر وقوع عيب اتصال كوتاه قطب به قطب در شبكه DC به عنوان مدلي معتبر و با دقت از ريزشبكه DC معرفي ميشود. مدلسازي دقيق ريزشبكه DC در شرايط وقوع عيب DC نيازمند تحليل عميق رفتار گذراي سيستم است تا تمامي جزئيات اثرگذار بر دقت مدل درنظرگرفته شود. بنابراين در روش اتخاذ شده در اين پاياننامه، ابتدا هر عنصر ريزشبكه به صورت مجزا بررسي و مدلسازي ميشود و سپس مدلسازي ريزشبكه DC پنج ترميناله معرفي شده در پژوهشهاي قبلي پياده ميشود تا نتايج بدست آمده از آن از طريق مقايسه با مدل مرجع پياده شده در محيط سيمولينك صحتسنجي شود. نتايج اين مدل در مطالعات مختلفي از جمله طراحي ادوات حفاظتي ريزشبكه DC، مطالعات ديناميكي پس از وقوع عيب و مطالعات حفاظتي شناسايي و مكان يابي محل عيب قابل استفاده خواهد بود.
چكيده انگليسي
Abstract
Modeling power systems is one of the crucial topics that has been a focus of attention from the past to the present. The significance of modeling lies in representing important factors and components in the desired studies in a way that with the simplest possible model, an adequate accuracy in system analysis can be achieved. Microgrids are among the new subsystems in power systems that are designed, constructed, and implemented as AC, DC, or hybrid configurations. Modeling microgrids also holds significant importance, such that with sufficiently simplified models, the desired accuracy can be obtained in study results. In Electromagnetic Transients Programs (EMTPs), detailed component models are considered, resulting in high accuracy but relatively slow execution, especially in microgrids with multiple power electronic converters. The objective of this thesis is to present models for DC microgrids composed of various elements in a way that not only accurately represents the systemʹs response to minor disturbances but also enables the analysis of significant disturbances such as short-circuit faults on DC lines. These models will have accuracy close to EMTP applications, but they will be simpler compared to the models used in EMTPs, leading to significantly faster simulation times. The proposed model for DC microgrids in this thesis encompasses the modeling of DC lines, power electronic converters (VSC, buck, boost, and half-bridge buck), solar arrays, energy storage systems, DC loads, and AC networks connected to the microgrid. This model ignores detailed converter switching through circuit-averaging method and enhances computation speed by modeling the AC network in the dq reference frame. Additionally, by considering the response of power electronic converter control systems and providing an average model of microgrid converters, and accounting for various stages of topology change due to pole-to-pole short-circuit faults in the DC network, an accurate and precise model of the DC microgrid is introduced. Accurate modeling of the DC microgrid under DC fault conditions requires an in-depth analysis of the systemʹs transient behavior to consider all influencing details on the modelʹs accuracy. Thus, in the adopted approach of this thesis, each microgrid element is first individually examined and modeled, and then the modeling of the five-terminal DC microgrid model proposed in the previous research is implemented for validation purposes, comparing the results obtained with a reference model implemented in the Simulink environment. The results of this model will be applicable in various studies, including the design of protective devices for DC microgrids, post-fault dynamic studies, and identification and location of faults for protection purposes.
استاد راهنما
محمداسماعيل همداني گلشن
استاد مشاور
حسين هژبري
استاد داور
احمدرضا تابش , حميدرضا كارشناس