بررسی و تشریح سیستم جریان مستقیم ولتاژ بالا

برق، الکترونیک، مخابرات
دانلود پایان نامه رشته برق بررسی و تشریح سیستم جریان مستقیم ولتاژ بالا چکیده: فشار-قوی جریان مستقیم (High-voltage direct current یا HVDC) یا انتقال به صورت جریان مستقیم با ولتاژ بالا، نوعی سیستم انتقال انرژی الکتریکی است. این روش راهی نوین برای انتقال انرژی الکتریکی در مقیاس‌های کلان است و در این زمینه جایگزین خوبی در مقابل روش سنتی (استفاده از جریان متناوب) به شمار می‌رود. فن‌آوری ساخت این نوع سیستم به دهه ۱۹۳۰ میلادی در سوئد بازمی‌گردد. از اولین خطوط ساخته شده با این تکنولوژی می‌توان خط انتقال بین مسکو و کاشیرا در اتحاد جماهیر شوروی در سال ۱۹۵۱ میلادی و سیستم انتقال ۱۰ تا ۲۰ مگاواتی واقع در سوئد را نام برد که در سال ۱۹۵۴ میلادی به بهره‌برداری رسید. بزرگ‌ترین خط انتقال اچ‌وی‌دی‌سی در حال حاضر خط انتقال اینگا-شابا با ضرفیت انتقال ۶۰۰ مگاوات و با طول حدود ۱۷۰۰ کیلومتر در کنگو واقع شده. این خط انتقال سد اینگا را به معدن مس شابا متصل می‌کند. اولین روش برای انتقال انرژی الکتریکی با جریان مستقیم توسط یک مهندس سویسی با نام رن تیوری ( Rene Thury) ارائه شد. در این سیستم با سری کردن ژنراتورها و در نتیجه جمع جبری ولتاژهای تولیدی ولتاژ افزایش می‌یافت. هر ژنراتور در جریان ثابت می‌توانست انرژی الکتریکی تا ولتاژ ۵۰۰۰ ولت تولید کنند. بعضی از ژنراتورها دارای دو ردیف کلکتور بودند تا ولتاژ وارده بر روی هر کلکتور را کاهش دهند. این سیستم در سال ۱۸۸۹ میلادی در ایتالیا به وسیله شرکت Acquedotto de Ferrari-Galliera مورد استفاده قرار گرفت. در این خط انتقال توانی برابر ۶۳۰ کیلووات با ولتاژ ۱۴ کیلوولت تا مسافت ۱۲۰کیلومتر منتقل می‌شد. سیستم Moutiers-Lyon با همان مکانیزم به وسیله هشت ژنراتور متصل شده با دو ردیف کلکتور می‌توانست ولتاژ را تا ۱۵۰ کیلوولت افزایش دهد. این سیستم از سال ۱۹۰۶ تا ۱۹۳۶ مورد استفاده قرار گرفت. دیگر سیستم‌های از این دست نیز تا دهه ۱۹۳۰ مورد استفاده قرار می‌گرفتند. عیب این سیستم‌ها در این بود که ماشین‌های گردان (مولدها و مبدل‌های گردان) به تعمیر و نگهداری زیادی نیاز داشتند و در ضمن تلفات در این ماشین‌ها زیاد بود. استفاده از ماشین‌های مشابه دیگر نیز تا اواسط قرن بیستم ادامه داشت، ولی با موفقیت کمی همراه بود. یکی از روش‌هایی که برای کاهش ولتاژ مستقیم گرفته شده از خطوط انتقال مورد آزمایش قرار گرفت، استفاده از ولتاژ برای شارژ کردن باتری‌های سری بود. پس از شارژ شدن باتری‌ها در حالت سری آن‌ها را در حالت موازی به هم اتصال می‌دادند و از آنها برای تغذیه بارها استفاده می‌کردند. با این حال از این روش فقط در دو طرح انتقال استفاده شد چراکه این روش به دلیل محدودیت ظرفیت باتری‌ها، مشکلات مربوط به تغییر وضعیت باتری‌ها از سری به موازی و پسماند انرژی در هر سیکل شارژ و دشارژ در باتری‌ها اصلاً اقتصادی نبود. در طول سال‌های ۱۹۲۰ تا ۱۹۴۰ رفته رفته امکان استفاده از شبکه‌های کنترل شده به وسیله لامپ‌های قوس جیوه فراهم آمد. در ۱۹۴۱ در یک شبکه ۶۰ مگاوات به طول ۱۱۵ کیلومتر از لامپ‌های جیوه استفاده شد. این شبکه که یک شبکه کابلی برای تغذیه شهر برلین بود هرگز به بهره‌برداری نرسید چراکه در ۱۹۴۵ با فروپاشی آلمان فاشیستی طرح نیمه‌کاره رها شد. توجیه استفاده از خطوط زیرزمینی دیده نشدن آنها در حملات هوایی بود. با پایان یافتن جنگ جهانی دوم این طرح توجیه نظامی خود را از دست داد، تجهیزات و تأسیسات طرح نیز به شوروی برده شد و در آنجا مورد استفاده قرار گرفت. کلمات کلیدی: سیستم HVDC سیستم انتقال انرژی الکتریکی سیستم جریان مستقیم ولتاژ بالا فهرست مطالب بخش اول :انواع سیستمهای HVDC 1ـ مقدمه 2ـ معیارهایی از سیستم انتقال HVDC 3ـ انواع سیستمهای HVDC 4ـ سیستم تك قطبی 5ـ شبكه تك قطبی با بیش از یك هادی 6ـ سیستم انتقال دو قطبی 7ـ مزایا و معایب خطوط HVDC از نظر فنی 8ـ ارزیابی بخش دوم:انواع سیستمهای كنترل HVDC ـ مقدمه 2ـ برخی از مزایای سیستم HVDC 3ـ برخی از معایب سیستم HVDC 4ـ اصول كنترل در مبدلها و و سیستمهای HVDC 5- كنترل در مبدل AC/DC 6ـ واحد فرمان آتش 7ـ كنترل در شبكه HVDC 8ـ كنترل با جریان ثابت یا ولتاژ ثابت 9ـ مشخصه های تركیبی در شبكه HVDC و تغییر جهت توان 10ـ تعیین میزان قدرت انتقالی 11ـ كنترل ویژه در سیستمهای HVDC 12ـ كنترل فركانس 13ـ كنترل از طریق مدولاسیون توان DC 14ـ كنترل توان راكتیو 15ـ كنترل با ضریب قدرت ثابت (CPF ) 16ـ كنترل با جریان راكتیو ثابت (CRO) 17ـ سطوح مختلف كنترل 18ـ یك كنترل غیر قوی برای سیستمهای قدرت AC/DC موازی 19 ـ ارزیابی بخش سوم:بررسی هارمونیکهای تولیدی در HVDC و فیلترینگ آنها 1_ مقدمه 2_ حذف هارمونیک شبکه HVDC ( فیلترینگ) 3_ انواع فیلتر 4_ موقعطت 5_ اتصال سری یا موازی 6_ نحوه تنظیم 7_ تأثیر امپدانس شبکه بروی فیلترینگ 8_ طراحی فیلترهای تنظیم شونده 9_ انحراف فرکانس فیلترهای فعال در شبکه HVDC 10_ مقدمه 11_ فیلتر غیر فعال در سمت DC 12_ فیلتر فعال در سمت DC 13_ خلاصه ای از عملکرد فیلتر غیر فعال در سمت AC 14_ خلاصه ای از عملکرد فیلتر فعال در سمت AC 15_ ارزیابی بخش چهارم:تنظیم فركانس سمت AC یكسو كننده با استفاده از كنترلر با منطق فازی هماهنگ 1ـ مقدمه 2ـ مدل سیستم 3ـ فازی سازی 4ـ اساس قانون و استنتاج 5ـ آشكار سازی 6ـ تغییر جهت دادن كنترلر با منطق فازی 7ـ ارزیابی منابع