جستجو در سایت :   

گرایش : قدرت

عنوان : کنترل فرکانس سیستم قدرت در حضور منابع انرژی تجدید پذیر به کمک سیستم ذخیره ساز باتری

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

دانشگاه علوم و فنون مازندران

 پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد

رشته: مهندسی برق قدرت

عنوان:

کنترل فرکانس سیستم قدرت در حضور منابع انرژی تجدید پذیر به کمک سیستم ذخیره ساز باتری

استاد راهنما:

جناب آقای دکتر عبدالرضا شیخ الاسلامی

استاد مشاور:

سرکارخانم دکتررویا احمدی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چکیده:

رسیدگی به تقاضای روز افزون جهانی و تولید برق قابل اطمینان و پایدار، تبدیل به یک نگرانی اصلی در بخش تولید برق شده می باشد.در حال حاضر، نیروگاه های سوخت فسیلی منبع اصلی و عمده سیستم تولید برق جهان می باشند. از سوی دیگر این نیروگاه ها دلیل اصلی برای آلودگی محیط زیست به شمار می طریقه.برای حل این مسئله می توان به تأثیر کلیدی منابع تجدید پذیر توجه نمود، به همین دلیل می باشد  که بازار برق امروز به این دست انرژی های نو ،توجه ویژه دارد و در حال حاضر تمرکز اصلی مهندسین بر واحد تولید بادی و خورشیدی می باشد که منابع تزریق توان بدون آلاینده به شبکه هستند.

یکی از چالش های  پیشرو در بهره برداری از این منابع ،تغییرات سرعت باد و تغیر در تابش خورشیدمی باشد که پدیده های تصادفی محسوب گشته و موجب نوسان در توان تولیدی خروجی می شوند. این نوسانات توان می توانند باعث افزایش یا کاهش فرکانس خارج از محدوده مجاز  یک ریز شبکه شوند.

روش های متعددی به مقصود کاهش نوسانات فرکانسی تا کنون ارائه گردیده می باشد ، در این پایان نامه کنترل کننده ای بر اساس روش کنترلی تزریق توان طراحی شده می باشد . کنترل کننده در صورت اعوجاجات فرکانسی ناشی از عدم تعادل توان تولیدی و مصرفی در سیستم قدرت مورد مطالعه، وارد اقدام می گردد . اصول کار کنترل کننده ی پیشنهادی، اندازه گیری فرکانس در تمام نواحی کنترلی، پردازش آنها و ایجاد یک خروجی کنترلی از جنس فرکانس، برای سیستم می باشد. این خروجی به سیگنال کنترلی از جنس توان تبدیل شده، تا ورودی مناسبی برای واحد های تولید باشد

اختلاف میان مجموع توان تولیدی حاصل از مشارکت واحدهای تولید حرارتی ، خورشیدی و بادی  با بار مصرفی سیستم  محاسبه می گردد ،اگر مقدار بدست آمده مقداری مثبت باشد، به باتری دستور شارژ داده می گردد و به عنوان مصرف کننده اقدام می کند .اگر با وجود شارژ باتری این اختلاف همچنان وجود داشته باشد کنترل کننده بایستی بتواند یک و یا واحد های تولید متداول بیشتری را غیر فعال نماید وتنها منابع تجدید پذیر وارد اقدام گردند، اگر مقدار بدست آمده مقداری منفی باشد کنترل کننده به باتری دستور دشارژ میدهد، تا به تولید کمک کنند . مقدار توان  تعیین شده به عنوان سیگنال مرجع با توان اندازی گیری شده مقایسه می گردد و اختلاف این دو بعد از عبور کنترلر PI حداقل می گردد ، تا مقدار اندازه گیری شده را به مقدار مرجع برساند.زمانی که این اتفاق می افتد فرکانس نیز روی 50 هرتز تنظیم می گردد. علت بهره گیری از این روش نیز، کم حجم بودن محاسبات و سازگاری با تغییرات دینامیکی سیستم می باشد.

برای مطالعه صحت عملکرد این کنترل کننده یک سیستم پنج شینه، حاوی منابع تجدیدپذیر بادی و خورشیدی مورد مطالعه قرار گرفته ، کوشش شده سیستم مشابه شبکه های امروزی و حتی شبیه شبکه هایی که در آینده ی نزدیک بهره گیری خواهند گردید، باشد. شبیه سازی آن بوسیله نرم افزار  انجام شده می باشد.

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه

امروزه با افزایش روز افزون تقاضا برای انرژی الکتریکی، چالشهای جدیدی پیشروی صنعت برق قرار گرفته می باشد؛ یکی از این چالشها رو به پایان بودن سوختهای فسیلی می باشد. از سوی دیگر، قیمت بالا و روبه رشد سوختهای تجدید ناپذیر، معضلات زیست محیطی و دیگر معضلات عدیده ی مربوط به این نوع سوخت ها، تمایل برای تولید الکتریسیته از منابع انرژی جدید را افزایش داده می باشد. امروزه بهره گیری از انرژی های تجدید پذیر[1] در شبکه به امری رایج بدل شده و البته چالشهایی را نیز به دنبال خود داشته می باشد.

این منابع تولید انرژی، پدیده های تصادفی محسوب می شوند و  تغییرات سریع آب و هوایی و مشخص نبودن اندازه تولید آنها سبب ایجاد نوسانات بالایی در توان تولیدی به شبکه ایجاد می کنند. نوسان توان نیز منجر به نوسان فرکانس می گردد .این امر در کیفیت توان و پایداری شبکه تنش هایی را ایجاد خواهد نمود. به همین دلیل روش های کنترل فرکانس و حفظ پایداری شبکه اهمیت خاصی پیدا کرده می باشد. در ادامه این فصل به مطالعه لزوم کنترل فرکانس و هدف اجرای این طرح می‌پردازیم و نوآوری این پایان‌نامه و ساختار آن را مطرح خواهیم نمود.

2-1- تاریخچه

   توسعه شگرف علم و فن‌آوری در جهان امروز گویاً آسایش و رفاه زندگی بشر را موجب شده می باشد.  لیکن این توسعه یافتگی، مایه بروز معضلات تازه‌ای نیز برای بشر‌ها شده می باشد که از آن جمله می‌توان به آلودگی محیط زیست، تغییرات گسترده آب‌وهوایی در زمین و غیره تصریح نمود. به ویژه می‌دانیم که نفت و مشتقات آن از سرمایه‌های ارزشمند ملی و حیاتی کشور می‌باشند که مصرف غیربهینه از آنها گاهی زیان‌های جبران ناپذیری را ایجاد می کند. از این رو صاحبنظران و کارشناسان به دنبال منابعی هستند که به تدریج جایگزین سوخت‌های فسیلی شوند. سوخت‌های فسیلی آلودگی‌های زیست محیطی بیشماری را ایجاد می‌نمایند. چنانچه افزایش دمای هوا مطابق طریقه فعلی ادامه یابد بازگرداندن آن به وضعیت سابق تقریباً غیرممکن خواهد بود.  بهترین راه حلی که اکثر دانشمندان پیشنهاد کرده‌اند متوقف کردن طریقه رو به رشد این گازهای مضر می باشد. متخصصان بر این باورند که با بهره گیری از انرژی‌های پاک نظیر انرژی خورشیدی، بادی، زمین گرمایی، هیدروژن و ….به جای انرژی‌های حاصل از سوخت‌های فسیلی، از آلودگی‌های زیست  محیطی و خطرات مرتبط بر آن جلوگیری خواهد گردید. از سوی دیگر انرژی‌های فسیلی مانند نفت، گاز و زغال سنگ سرانجام روزی به پایان خواهند رسید و با پایان گرفتن آنها تمدن بشری که بستگی مستقیم به انرژی دارد دچار چالش جدید و بزرگ خواهد گردید. این امر سبب شده می باشد که کشورهای توسعه یافته صنعتی با جدیت هر چه تمامتر بهره گیری از سایر انرژی‌های موجود در طبیعت و به خصوص انرژی‌های تجدید شونده را مورد توجه قرار دهند. بهره گیری از انرژی خورشید، باد ، امواج، زمین گرمایی، هیدروژن، زیست توده و … که به انرژی‌های تجدیدپذیر موسومند مستلزم مطالعات و تحقیقات فراوانی می‌باشد که قبل از بهره گیری بایستی انجام گیرند. مجموعه انرژی‌های تجدیدپذیر روز به روز سهم بیشتری را در سیستم تأمین انرژی جهان به عهده می‌گیرند. انرژی‌های تجدیدپذیر به ویژه برای کشورهای در حال توسعه از جاذبه بیشتری برخوردار می باشد. پس در برنامه‌ها و سیاست‌های بین المللی مانند در برنامه‌های سازمان ملل متحد در راستای توسعه پایدار جهانی تأثیر ویژه‌ای به منابع تجدید پذیر انرژی محول شده می باشد.

انرژی باد یکی از انواع اصلی انرژی‌های تجدیدپذیر می‌باشد که از گذشته‌های دور همواره مورد توجه بشر‌ها بوده می باشد. اولین گام واقعی برای مهار انرژی باد به 200 سال پیش از میلاد باز می گردد، هنگامی که ایرانیان باستان از آسیاب‌های بادی قرن ها قبل از کشور‌های اروپایی بهره گیری می‌کردند. در قرن 18 با ظهور توربین‌های بادی اولیه در ایالت متحده آمریکا با ظرفیت12 کیلووات، این امکان برای تولید برق از این منبع پایدار فراهم گردید. مانند منابع تجدیدپذیر دیگر، باد دارای دسترسی وسیع جهانی می باشد، اما به گونه قابل‌توجهی نسبت به سایر منابع تجدید‌پذیر با در نظر داشتن تجاری بودن آن پیشرفت داشته می باشد، بعلاوه انرژی باد دارای کمترین اندازه CO2 در میان منابع تجدیدپذیر دیگر می باشد. متوسط نرخ رشد بهره گیری از باد در بین سال‌های 2005 و 2010 ، 27 % بوده می باشد ،علت های اصلی این رشد قابل توجه بهبود ظرفیت توربین‌های بادی (در بعضی موردها تا 40%) و افزایش قابلیت اطمینان و اندازه توربین‌ها می‌باشد.

ظرفیت توربین ارتباط نزدیکی به منطقه روتور دارد، در حال حاضر بزرگترین توربین دارای ظرفیت 6-5 مگاوات با روتوری به قطر 126  متر می‌باشد. تا به امروز حداقل 83 کشور در حال اجرای بهره گیری از انرژی باد به گونه تجاری می‌باشند.

پیش‌بینی می گردد که تا سال 2030، 1900 گیگاوات ظرفیت جدید در سراسر جهان  نصب خواهد گردید. مهم‌ترین علت رشد قابل توجه بازار انرژی باد، قیمت رقابتی آن در مقایسه با سایر منابع انرژی می‌باشد، حتی سوخت‌های فسیلی می‌باشد. قیمت تولید برق بادی به کاهش خود ادامه خواهد داد، در حالیکه هزینه‌ی برق سوخت فسیلی افزایش می‌یابد. همچنین کشور ایران سرشار از منابع تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر می‌باشد. موقعیت جغرافیایی کشور ایران موجب شده می باشد که منبع بسیار بزرگی از انرژی‌های خورشیدی و بادی در آن موجود باشد، پس کشور ایران نیز همواره برنامه‌های ملی ویژه‌ای در دست اقدام داشته و بهره گیری از انرژی‌های نو و تجدیدپذیر مورد تاکید بوده می باشد.

3-1- هدف از انجام پژوهش

 با مطالعه‌های انجام شده این نتیجه حاصل شده می باشد که در بین انرژی‌های تجدیدپذیر انرژی باد و خورشید از پیشرفت بیشتری برخوردار بوده و اکثریت تولید توان در بین انرژی‌های تجدید‌پذیر توسط این دو منبع تامین می گردد.

حضور نیروگاه های وابسته به انرژی های نو، تنش ها و نوسانات شدیدی را در توان حقیقی [1] تزریقی به شبکه، و در نتیجه فرکانس و سایر پارامترهای الکتریکی شبکه به وجود می آورد. همچنین مشخص نبودن اندازه تولید و تغییرات سریع این منابع یکی از موانع اساسی در اتصال انرژی نیروگاه‌های تجدیدپذیر به شبکه سراسری می‌باشد. از اینرو برای حصول اطمینان از تعادل میان تولید و عرضه برق مورد تقاضا، محدودیت هایی هست که سبب پیچیدگی و معضلات بهره گیری از انرژی های تجدید پذیر می گردد.در این شرایط بایستی راهکاری برای کنترل سیستم قدرت اتخاذ گردد تا این نوسانات دینامیکی مدیریت شده و دامنه آنها محدود گردد.

هدف اساسی از نگارش این پایان نامه تنظیم کردن فرکانس شبکه بر روی مقدار مرجع خود، آن هم با دقتی شایسته می باشد؛ به طوری که سیستم در حضور واحدهای بادی [2]و خورشیدی [3] نیز قادر به کارکرد قابل قبول بوده و نوسانات، پایداری شبکه را مورد تهدید قرار ندهند. این مساله نیازمند وجود یک کنترل کننده در سیستم می باشد تا تمام واحدهای تولید را، با تعیین مقداری مرجع برای آنها، کنترل کند.

[1] Active power

[2] Wind generation units

[3] Photovoltaics cell generation units

[1] Renewable energy

تعداد صفحه : 81

قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد مهندسی برق: مکان یابی بهینه واحدهای تولید پراکنده در میکروگرید با در نظر گرفتن توان اکتیو و راکتیو

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

 :دانلود فایل متن کامل پایان نامه در سایت sabzfile.com

***  **** ***

دسته‌ها: مهندسی برق