چکیده:
باد از اشکال انرژی خورشیدی است. باد از آشفتگی عوارض و ناهمواریهای زمین و چرخش آن وحرارت غیریکنواخت اتمسفر
ناشی از گرمایش خورشید، تولید میشود. انرژی باد یک فنآوری است که به سرعت در سراسر جهان در حال توسعه میباشد.
این امر به دلیل تجدیدپذیری، مجانی بودن انرژی باد، قابلیت انتقال آسان تکنولوژی، تامین انرژی برق برای مناطق دور از
شبکه اصلی و شرایط زیست محیطی رو به افزایش است. از معایب این منابع هزینه بیشتر به نسبت منابع سنتی و عدم امکان
ذخیره انرژی باد است، ولی چالش اصلی استفاده از باد، ناپایداری آن به عنوان منبع تولید برق است. در اثر نبود باد برقی تولید
نمیشود و زمانهایی که سرعت باد خیلی زیاد است مولدها متوقف و خاموش میشوند) این امر برای جلوگیری از صدمات
وارده به گیربکس و مولد است (. وجود ژنراتورهای القایی در نیروگاههای بادی چالشهایی مانند مصرف زیاد توان راکتیو بوقت
رخداد خطا ایجاد میکنند. برای رفع این مشکل از جبرانگرهای توان راکتیو و ادوات FACTS مانند SVC، STATCOM،
TCSC، UPFC و... استفاده میشود. بکارگیری این جبران ساز مشکل اتی در شبکه بوجود خواهد آورد. این ایرادات ناشی از
پایین بودن سرعت عملکرد کنترلکننده و دقت جبرانگر STATCOM میباشد. هدف انجام این تحقیق، بررسی تحلیل ولتاژ
نیروگاههای بادی در شبکه میباشد. یافتههای تحقیق نشان از ان داشت که، با انجام شبیهسازی در بستر نرم افزار matlab و
بهره گیری از جبران کننده توان راکتیو STATCOM از خارج شدن این نیروگاهها به وسیله سیستم حفاظتی هنگام فالت و
تغییرات در سرعت باد جلوگیری میشود و بهبود پروفیل ولتاژ در زمان بروز خطای متقارن را در پی دارد. دیده میشود که
کنترلگرهای قبلی هنگام رخداد فالتهای نامتقارن فاقد دقت و سرعت مطلوب هستند. این مسئله منجر به کارکرد نامناسب
جبران ساز STATCOM می گردد.
خلاصه ماشینی:
یافتههای تحقیق نشان از ان داشت که، با انجام شبیهسازی در بستر نرم افزار matlab و بهره گیری از جبران کننده توان راکتیو STATCOM از خارج شدن این نیروگاهها به وسیله سیستم حفاظتی هنگام فالت و تغییرات در سرعت باد جلوگیری میشود و بهبود پروفیل ولتاژ در زمان بروز خطای متقارن را در پی دارد.
حال تغییر سرعت باد را بر متغییرهای شبکه بدون جبرانساز توان راکتیو (statcom) و با استفاده از خازنهای ثابت Kvar 400 که به هرمجموعه از توربینهای بادی جهت تأمین توان راکتیو مصرفی ژنراتورهای القایی (SCIG) متصل است را بررسی خواهیم نمود.
با این حال خارج شدن نیروگاهها از شبکه سبب تضعیف کیفیت توان شبکه میگردد، لذا جهت بهبود پایداری گذرای شبکه در تغییر و افزایش سرعت باد جدا از کاهش مصرف توان راکتیو مزرعه بادی با قطع برخی از توربینها که منجر به کاهش کیفیت توان شبکه میگردد، میتوان از منابع تولید توان راکتیو ادوات facts همانند statcom استفاده نمود.
مطابق شکل زیر میتوان دید که در هنگام افزایش ناگهانی سرعت باد در ژنراتورهای سرعت ثابت و استفاده از جبرانساز توان راکتیو، مقدار توان راکتیو مورد نیاز ژنراتورها را تأمین میشود، لذا ولتاژ شبکه نیز خیلی کاهش نمییابد و مزرعه بادی حالت پایداری خود را حفظ میکند و تمامی توربینها در مدار بوده و توان مورد نیاز شبکه را تأمین میکنند.
شکل 11: محل رخداد خطا بدون حضور sTATCOM این خطای دو فاز به همرا تغییرات سرعت باد باعث افت شدید و ناگهانی ولتاژ شده و پایداری گذرای توربین بادی را تحت تأثیر قرار میدهد.