18602

16163

كارشناسي ارشد

سيستم قدرت

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1402

شانزده، 143ص. : مصور، جدول، نمودار

1402/03/29

كتابنامه

برق

مهندسي برق و كامپيوتر

1402/03/30

2936838

كنترل سلسله مراتبي فركانس در سيستم قدرت به منظور جبران انحراف فركانس از مقدار نامي پس از وقوع عدم تعادل توليد و مصرف توان حقيقي استفاده مي‌شود. كنترل اوليه فركانس، متوقف كردن افت فركانس قبل از فعال شدن رله‌هاي حفاظتي فركانس است. پاسخ كنترل اوليه فركانس، منجر به ظهور نوسانات فركانس بسيار كم با گذراي طولاني و دامنه كم در پاسخ فركانس شبكه مي‌شود كه منشأ آن، عملكرد سيستم توربين و گاورنر در كنترل اوليه‌ي فركانس است. به اين نوسانات مود مشترك يا نوسانات فركانس بسيار كم گفته مي‌شود. ميرايي اين نوسانات در شبكه¬هايي با ظرفيت بالاي واحدهاي آبي، به علت اثر چكشي آب در پاسخ توربين‌هاي آبي مي‌تواند منفي شود كه منجر به افزايش دامنه نوسان مي‌شود. نوسانات بسيار فركانس كم برخلاف نوسانات فركانس كم كه به علت تبادل انرژي بين ژنراتورهاي سيستم ايجاد مي‌شود، به دسته مسائل پايداري فركانس تعلق دارد، زيرا هيچ تبادل انرژي بين ژنراتورها در نواحي مختلف را شامل نمي¬شود. ازآن‌جهت به اين مود، مود مشترك گفته مي‌شود كه همه واحدها در فركانس اين مود در يك‌جهت و به‌صورت مشترك نوسان مي‌كنند. هدف اين پايان‌نامه، آشنايي با جنبه‌هاي مختلف نوسانات مود مشترك ازجمله عوامل مؤثر روي آن و روش‌هاي تحليل نوسانات مود مشترك است. در اين راستا، تأثير عواملي همچون ميزان ظرفيت نيروگاه‌هاي آبي، پارامترهاي گاورنر-توربين آبي و بارهاي وابسته به ولتاژ روي ميرايي نوسانات مود مشترك بررسي مي‌شود. همچنين با بررسي مدل‌هاي با جزئيات و مدل‌هاي ساده‌شده از طريق چهار روش تحليل مدال، شبيه‌سازي زماني، پاسخ فركانسي و گشتاور ميراكننده، سازوكار مود مشترك بررسي و روش‌هاي مختلف افزايش ميرايي نوسانات ارائه مي‌شود. ميرايي نوسانات مود مشترك را مي‌توان از طريق حلقۀ توان حقيقي- فركانس كه به‌طور عمده توسط كنترل‌كننده گاورنر انجام مي‌شود، افزايش داد. همچنين امكان افزايش ميرايي نوسانات مود مشترك از طريق حلقۀ توان رأكتيو- ولتاژ كه توسط سيستم تحريك و پايدارساز سيستم قدرت روي گشتاور الكترومغناطيسي اثر مي‌گذارد، وجود دارد. از مدل‌هاي معرفي‌شده به منظور تحليل مود مشترك، شبكه‌هاي مستقل مانند تك ماشين متصل به بار، دو ناحيه‌اي كندور و 39 باس IEEE، مورد مطالعه قرار مي‌گيرند.

Hierarchical frequency control is used in the power system to compensate for the frequency deviation from the nominal value after the imbalance of real power production and consumption occurs. Primary frequency control is to stop the frequency drop before the frequency protection relays are activated. The response of primary frequency control leads to the emergence of very low frequency fluctuations with long transient and low amplitude in the frequency response of the power system, which originates from the operation of the turbine and governor system in primary frequency control. These are called common mode oscillations or ultra low frequency oscillations. The damping of these oscillations in networks with high capacity of hydro units can become negative due to the hammering effect of water in the response of hydro turbines, which leads to an increase in the oscillation amplitude. Ultra low frequency oscillation belongs to the category of frequency stability problems, unlike the low frequency oscilations caused by the energy exchange between generators of the system, because it does not include any energy exchange between generators in different areas. For that reason, this mode is called the common mode because all units oscillate in the same direction and in a common way at the frequency of this mode. The aim of this thesis is to identify various aspects of common mode oscillations, including the factors affecting it and methods of analyzing common mode oscillations. In this regard, the effect of factors such as the capacity of hydro power plants, hydro turbine and governor parameters and voltage-dependent loads on the damping of common mode oscillations is investigated. Also, by examining detailed models and simplified models through four methods of modal analysis, time simulation, frequency response and damping torque, common mode mechanism is investigated and various methods of increasing oscillation damping are presented. The damping of common mode oscillations can be increased through the active power-frequency loop which is mainly performed by the governor controller. It is also possible to increase the damping of the common mode oscillations through the reactive power-voltage loop that affects the electromagnetic torque by the excitation and system stabilizer of the power system. The introduced models for common mode analysis have been used to investigate the effect of common mode on the frequency of independent networks such as single machine connected to load, Kundur system and 39 bus IEEE.

محمداسماعيل همداني گلشن

محمد امين لطيفي , حميدرضا كارشناس