دانلود شبیه سازی مقاله تحلیل سیستم انتقال HVDC مبتنی بر تریستور

سیستم انتقال HVDC

«انتقال جریان مستقیم فشار قوی»، برای انتقال قدرت در یک فاصله طولانی به مکان های دوردست، استفاده می شود. لینک HVDC، بهتر از لینک های HVAC محصول می شوند که علت آن چند دلیل بحث شده در زیر می باشد. لینک های انتقال AC فشار قوی معایبی دارند که ما را قانع به رفتن به سراغ فنآوری DC می کند:

• عناصر القایی و خازنی خطوط و کابل های هوایی، محدودیت هایی بر ظرفیت انتقال و فاصله انتقال لینک های انتقال AC تحمیل می کنند.
• این محدودیت بخصوص برای کابل ها بسیار مهم است. براساس ظرفیت انتقال مورد نیاز، فرکانس سیستم و ارزیابی تلفات، فاصله انتقال قابل حصول برای یک کابل AC در محدوده 40 تا 100 کیلومتر می باشد. عمدتاً این مورد بوسیله جریان شارژ کننده، محدود می شود.
• اتصال مستقیم بین دو سیستم AC با فرکانس های مختلف، امکان پذیر نیست.
• اتصال مستقیم بین دو سیستم AC با فرکانس یکسان یا یک اتصال جدید با یک شبکه به هم پیوسته (مش شده) ممکن است امکان ناپذیر باشد که علتش ناپایداری، سطوح اتصال کوتاه بسیار زیاد یا سناریوهای پخش توان نامطلوب، می باشد.

بنابراین، ابداع یک فنآوری برای انتقال DC به عنوان مکملی بر انتقال AC، بوسیله مهندسان و پژوهشگران مورد ملاحظه قرار گرفته است. در ابتدا، دریچه های جیوه ای برای ایجاد مبدل های منبع جریان کموتاسیون شده با خط برای لینک های HVDC استفاده می شدند. سپس با توسعه تایریستورها، کنترل بهتر برروی لینک ها، ممکن شد. سپس تایریستورهایی با مقادیر اسمی جریان و ولتاژ بالاتر، نیاز به اتصالات موازی و سری را برطرف کردند و بنابراین، اندازه را کاهش دادند و کنترل مبدل ها را بهبود دادند.

مزایای یک لینک DC نسبت به یک لینک AC از این قرارند:

• یک لینک DC، انتقال توان بین شبکه های AC با فرکانس ها یا شبکه های مختلف، که به علت های دیگر قادر به همگام شدن (سنکرون شدن) نیستد، را ممکن می سازد.
• پارامترهای القایی و خازنی، ظرفیت انتقال یا حداکثر طول یک خط یا کابل هوایی DC را محدود نمی کنند. مقطع رسانا، کاملاً مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا اثر پوستی وجود ندارد.

برای یک اتصال کابلی طولانی، برای مثال، بیشتر از 40 کیلومتر، HVDC در اکثر موارد، تنها راهکار فنی را ارائه می دهد که این بخاطر جریان شارژ زیاد یک کابل AC می باشد. این موضوع از اهمیت ویژه ای برای انتقال برروی دریای آزاد یا در شهرهای بزرگی که کابل DC ممکن است تنها گزینه ممکن باشد، برخوردار است.

• یک سیستم کنترل دیجیتال، کنترل دقیق و سریع پخش توان اکتیو را فراهم می کند.
• مدولاسیون سریع توان انتقال DC را می توان برای میرا کردن نوسانات توان در یک شبکه AC مورد استفاده قرار داد و بنابراین پایداری سیستم را بهبود بخشید.

با توجه به عوامل اقتصادی و محیطی، HVDC همچنان فراتر و برتر از لینک HVAC، واقع شده است.

هزینه HVDC و HVAC براساس عوامل زیر برای یک لینک به طول 100 کیلومتر، محاسبه می شوند:

• هزینه های ترمینال پست AC در مقایسه با DC
• هزینه های خط AC در مقایسه با DC
• ارزش سرمایه ای تلفات AC در مقایسه با DC

مشخص شده که هزینه کل HVDC بسیار کمتر از HVAC است.

همچنین، یک سیستم انتقال HVDC، اساساً سازگار با محیط زیست است، زیرا بهبود قابلیت های انتقال انرژی، در بهره برداری کارآمدتر از نیروگاه های موجود دخیل است. مساحت زمین پوشش داده شده و هزینه های «حق شارع یا حق گذر» مرتبط برای یک خط انتقال هوایی HVDC، به بزرگی یک خط AC نیست. این کار، تاثیر بصری را کاهش می دهد و در هزینه زمین برای پروژه های جدید، صرفه جویی می کند. همچنین، افزایش ظرفیت انتقال قدرت برای «حق شارع» موجود، امکان پذیر است.

این شبیه سازی در محیط نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تعدادی از تصاویر مربوط به خروجی های شبیه سازی قرار داده شده است: