پایان نامه طراحی کنترلر فاز با استفاده از مدل میانگین جبرانساز استاتیکی

فهرست:

مقدمه........................ 2

فصل دوم

2-1- جبران سازهای استاتیکی توان راکتیو (SVC ،STATCOM) ]1[ 6

2-1-1- جبران ساز توان راکتیو استاتیکی (SVC) ]2[ 7

2-1-1-1- شرایطی عمومی SVC  ]2[ 8

2-1-1-2- مهمترین کاربردهای SVC ]1[ 9

2-1-1-3-رایج ترین انواع SVC ]1[ 9

2-1-2- جبران کننده سنکرون استاتیکی (STATCOM) ]1[ 10

2-1-2-1-مهمترین کاربردهای STATCOM  [1] 16

2-1-2-2- مزایای STATCOM ]3[ 16

2-1-2-3- توان مصرفی در حضور  STATCOM ]4[ 16

2-1-2-4- تلفات در حضور  STATCOM ]4[ 17

2-1-2-5- روش های کنترل STATCOM... 18

2-1-3- مقایسه STATCOM و SVC  ]1[ 18

2-1-3-1- مقایسه STATCOM با SVC در حالت خطا ]2[ 21

2-2- بررسی روش های کنترل STATCOM... 22

2-2-1- طرحهای کنترلی جبرانساز استاتیکی سنکرون (STATCOM) 25

2-2-1-1- کنترل با ولتاژ DC ثابت... 25

2-2-1-2- کنترل بوسیله ی زاویه فاز. 29

2-2-2- روشهای کنترل STATCOM مبتنی بر مدل.. 31

2-2-2-1- مدل DQ   31

2-2-2-1-1- کنترل PI 41

2-2-2-1-2- روش جایابی قطب... 43

2-2-2-1-3-رگولاتور درجه دوم خطی (LQR) 45

2-2-2-2- مدل متوسط.. 46

2-2-3- روشهای کنترل STATCOM مستقل از مدل.. 47

2-2-3-1- کنترل PI استاتیک... 47

2-2-3-2- روش کنترل جریان هیسترزیس... 48

2-2-3-3- شبکه های عصبی و فازی.. 50

2-3- مدولاسیون............... 53

2-3-1- کاربرد مدولاسیون.. 53

2-3-2- انواع مدولاسیون ها 57

2-3-2-1- مدولاسیون پهنای پالس (PWM) 57

2-3-2-1-1- روشهای ایجاد سیگنال PWM ]5[ 57

2-3-2-2-مدلاسیونSPWM... 59

2-3-2-2-1-انواع مدولاسیون SPWM... 60

فصل سوم

3-1- اینورتر منبع ولتاژی(VSI) سه ساق.. 65

3-2- مدولاسیون فضای برداری (SVM) 68

3-2-1- مدولاسیون فضای برداری(SVM) بر مبنای VSI سه ساق.. 70

3-2-2- طرحهای مختلف مدولاسیون فضای برداری (SVM) 75

3-2-2-1- توالی راستگرد (SVM1) 76

3-2-2-2- توالی متقارن (SVM2) 76

3-2-2-3- توالی بردار صفر متغیر (SVM3) 77

3-2-2-4-  توالی بیشترین جریان بدون سوئیچینگ (SVM4) 78

3-3- حالت اشباع SVPWM ]7[ 78

3-4- روش کنترلی مبتنی بر مدل متوسط.. 81

-1-4-3 متوسط گیری از STATCOM... 81

3-5- مدولاتور SVM برای مدل متوسط STATCOM... 87

3-5-1- توابع سیکل وظیفه مدل متوسط براساس مدولاسیون SVM... 88

فصل چهارم

4-1- مقایسه کنترل مبتنی بر مدل متوسط و کنترل هیسترزیس ( نتایج شبیه سازی) 93

فصل پنجم

5-1- کنترل حلقه بسته STATCOM به وسیله مدل متوسط مبتنی بر SVM (شبیه سازی) 103

5-2- سیستم کنترلی جدید STATCOM با مدولاتور SVM بر مبنای مدل متوسط.. 105

5-3- نتایج شبیه سازی.. 107

نتیجه گیری و پیشنهادات.. 119

منابع و مراجع................... 121

منبع:

 [[1]]  کتاب آشنایی با ادوات FACTS (مفاهیم و فناوری شبکه های انتقال نیروی انعطاف پذیر)، نویسندگان نارین.جی.هینگورانی،لازلوگایوگی، مترجم احمد فریدون درافشان

[2]   بررسی تاثیر ادوات مختلف FACTS بر پایداری ولتاژ، نویسندگان حمید فتاحی، حمدی عبدی، آرش زرینی تبار، کنفرانس ملی ایده های نو در مهندسی برق ، آذر 91

[3]   مدل سازی و شبیه سازی یک Distribution Statcom ، نویسندگان موسی درکاله خواجه، معصومه علیزاده، فرانک بابایی

[4]   پخش بار شبکه های قدرت شامل ادوات FACTS ، نویسندگان داود آزاد ، امین صادق زاده

[5]   کتاب آشنایی با مدولاسیونهای ppwm,spwm,pwmاز کتابخانه مجازی ایران www.namelectronic.ir

[6] کنترل توان­های غیراکتیو و هارمونیک­ها، نویسنده محمد توکلی بینا، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی،1382.

 [7]         Power Electronics (Exercise: Space Vector Modulation ) 2013 , Prof. Dr.-Ing. Ralph Kennel.

 [8] M. Tavakoli Bina and Ashoka K. S. Bhat, “Averaging technique for the modeling of STATCOM and active filters,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 23, no. 2, March 2008.

[9] M. Tavakoli Bina and N. Khodabakhshi, “Generation of voltage reference signal in closed-loop control of STATCOM,” Power Engineering conference, AUPEC 2008.

[10] Adapa, M. H. Bake, L. Bohmann K. Clark, K. Habashi, L. Gyugyi “Proposed terms and definitions for flexible AC transmission system (FACTS),” IEEE Trans. Power Delivery, vol. 12, no. 4, Oct. 1997, pp. 1848–1853

 [11] D. Neacsu, “Space vector modulation – An introduction,” The 27th annual conference of the IEEE industrial electronics society, 2014.

[12] Park, R.H., “Two-Reaction Theory of Synchronous Machines”, AIEE Trans. No.48, 1929, pp.716-730 and no. 52, 1933, pp.352-355.

[13] Kron, G., “The Application of Tensors to the Analysis of Rotating Electrical Machinery”,  Schenectady, NY, USA, General Electric Review, 2003

[14] Kovacs, K.P., Racz, I., “Transiente Vorgange in Wechselstrommachinen”, Budapest, Hungary, Akad.Kiado, 2006.

 [15] C. Schauder and H. Mehta, “Vector analysis and control of advanced static VAR compensators,” Proc. Inst. Elect. Eng. , vol. 140, no. 4, pp. 299-306, Jul. 2009.

[16] P. Rao, M. L. Crow and Z. Yang, “STATCOM control for power system voltage control applications,” IEEE Trans. Power Del. , vol. 15. No. 4, pp. 1311-1317, Oct 2013.

[17] H. W. vanderBroeck, H. Ch. Skudelny and G. Stanke, “Analysis and realization of a pulse width modulator based on voltage space vectors,” IEEE Trans. Ind. Applicat., vol.  24,  pp.  142–150, Jan./Feb. 1988

[18] P. Kazmierkowski, L. Malesani, “Current Control Techniques for Three-Phase Voltage-Source PWM Converters: A Survey”, IEEE Transaction on Industrial Electronics, Vol. 45, No. 5, October 2006.

[19] Eun-Chul Shin, Sung-Min Park, “A Novel Current Controller to Reduce the Switching Frequency and Current Error in D-STATCOM”, the 30th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, November 2014.

[20] L. Malesani and P. Tenti, “A Novel Hysteresis Control Method for Current Controlled VSI-PWM Inverters with Constant Modulation Frequency”, IEEE Transaction. Ind. Applicant, Vol. 44, Pages: 406-417, Aug. 2007.

[21] M. A. Dzieniakowski and M. P. Kazmierkowski, “Self-tuned fuzzy PI current controller for PWM-VSI, ”in Proc. EPE Conf., Seville, Spain, 1995, pp. 1. 308–1.313.

[22] S. Mohagheghi, G. K. Venayagamoorthy, R. G. Harley, “Optimal Neuro-Fuzzy External Controller for a STATCOM in the 12-Bus Benchmark Power System”, IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 22, No. 4, October  2012.

[23] M. Tavakoli Bina ,M. D. Eskandari and M. Panahlou, “Design and installation of a ±250 Kvar D-STATCOM for a distribution substation,” Amesterdam, the Netherlands : Elsevier, pp. 383-391, Mar. 2010.

[24] N. G. Hingorani and Gyugyi, “Understanding FACTS,” Newyork : IEEE press 2013.

[25] L. Gyugyi, “Dynamic compensation of AC transmission lines by solid state synchronous voltage source,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 9, no. 2, pp. 904-911, 1994.

[26] M. Saeedifard, H. Nikkhajoei and R. Iravani, “A space vector modulated STATCOM based on a three-level neutral point   clamped converter,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 22, no. 2, April 2014.

 [27]       Kalyan, K. Sen ”STATCOM-STATIC synchronous compensator: Theory, Modeling and Applications,” Member, IEEE Westinghouse Electric Corporation, IEEE 1998, vol.2, pp. 1177 - 1183.

 [28]     , M. Tavakoli Bina , Average circuit model for angle-controlled STATCOM,with the Faculty of Electrical Engineering, University of K. N. Toosi,Tehran PO Box 16315-1355, Iran D.C. Hamill is with the School of Electronics, Mathematics and Computing, University of Surrey, Guildford, Surrey, UK r IEE, 2005 IEE Proceedings IEE Proc.-Electr. Power Appl., Vol. 152, No. 3, May 2005

 [29] Qingguang.Yu, Pei.Li, Wenhua.Liu, Xiaorong.Xie, “Overview of STATCOM Technologies”, 2004 IEEE International Conference, DRPT2004, April 2004 Hong Kong, Vol.2, pp. 647 - 652.

[30] Musunuri.S,  Dehnavi.G, “Comparison of STAT COM, SVC, TCSC, and SSSC Performance in Steady State Voltage Stability Improvement”, IEEE Conferences 2010, pp. 1 – 7.

[31] Yuang.Shung Lee, San.Yung Sun, “STATCOM Controller Design for Power System Stabilization with Sub-Optimal Control and Strip Pole Assignment”, Elsevier 2002, Electrical and Energy Systems 24, pp. 771-779.

 [32]       Zhou Xue.song, Liu Yi.qi, Ma You.jie; Ya Hai.shan, Zhou Xuan.zheng, “STATCOM control research and analysis”, IEEE Conferences, pp. 1 – 4, 2010.

 [33]       S.Aizam, N.Mariun, H.Hizam, AW.Noor Izzri, “ Design of the Pole Placement Controller for D-STATCOM in Mitigating Three Phase Fault”, Inaugural IEEE PES 2005 Conference, Africa, pp. 349 - 355

[34]   A.Ajami, N.Taheri, m.younesi, ”A Novel Hybrid Fuzzy/LQR Damping Oscillations Controller Using STATCOM”,  2009 Second International Conference on Electrical Engineering, pp. 348 - 352

[35]   R. D. Middlebrook and S. Cuk. “A general unified approach to modeling switching-converter power stages,”  in Proc. IEEE Power Electron. Spec. Conf, pp. 18-34, 1976.