مدل‌سازی و شبیه‌سازی نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای (پایان نامه)

پایان نامه با موضوع:

مدل‌سازی و شبیه‌سازی نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای

کارشناسی ارشد – رشته مهندسی برق

فصل فصل 1 و 2

فایل ورد

تعداد صفحات: 53

چکیده

نیروگاه‌های تلمبه ذخیره‌ای از انواع نیروگاه‌های برق‌آبی هستند که با عملکرد موتوری (پمپاژ آب به سد بالا دست) طی ساعات کم باری شبکه برق از یک‌سو و تولید برق در شرائط پیک بار سیستم از سوی دیگر می‌توانند نقش موثری در بهبود عملکرد سیستم تولید داشته باشند. در سال‌های اخير با افزايش انتقال توان ميان ناحيه‌ای، با توجه به مسائل تجديد ساختار و دسترسی آزاد به سيستم‌های انتقال انرژی، در صورت عدم برخورد صحيح با نوسانات با فرکانس پايين امکان شکل‌گيری نوسانات ميان ناحيه‌ای و طبعات آن وجود دارد. هدف اصلی این پایان‌نامه طراحي برنامه رايانه‌اي جهت طراحي و بررسي خودكار پايدارساز قدرت مبتني بر كنترلر مكمل تحريك و كنترل بهينه سيستم قدرت مي‌باشد. نمونه موردی در این پایان‌نامه نیروگاه سیاه بیشه می‌باشد که با استفاده از برنامهpss  ، Load flow اقدام به پیاده‌سازی معادلات ریاضی ورودی و خروجی و سپس با بهره‌گیری از نرم‌افزار Matlab مدلی از نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای و مبدل فرکانس استاتیک رسم و نتایج شبیه سازی به‌صورت خروجی ارائه شده است.

واژه­های کلیدی: نیروگاه برق‌آبی، مدل‌سازی، نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای، کنترل بهینه

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                          صفحه

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه. 16

1-2- بیان مسأله. 16

1-3- اهداف تحقیق.. 17

1-4- تاريخچه نيروگاه تلمبه ذخيرهاي.. 18

1-5- نيروگاه هاي تلمبه ذخيره اي.. 19

1-6- طبقه بندي نيروگاههاي تلمبه ذخيره اي.. 20

1-6-1- طبقه بندي بر اساس  دوره يا چرخه عمل.. 20

1-6-2- طبقه بندي بر اساس جريان آب… 20

1-7- ديدگاه اقتصادي.. 21

1-8- مزاياي نيروگاه هاي تلمبه ذخيره اي.. 21

1-8-1- تاثير بر عملكرد سيستم برق.. 22

1-8-2-فوائد آن در تنظيم سازي انرژي.. 23

1-8-3- مزاياي فني ( كنترل فركانس و …..) 23

1-9- خدمات جنبي نيروگاه هاي تلمبه ذخيره اي.. 24

1-10- فوائد زيست محيطي نيروگاههاي تلمبه ذخيره اي.. 25

1-11- فوائد اقتصادي.. 26

1-12- انواع جانمايي.. 26

1-13- مفهوم پايداری.. 27

فصل دوم: مدل سازی معادلات ریاضی ارتباط ورودی و خروجی نیروگاه

2-1- مقدمه. 31

2-2- اثرات عملكرد نيروگاه سياه بيشه در شرايط پمپاژ آب بر روي مشخصه بار كشور. 31

2-2-1- مشخصه بار سيستم. 32

2-3- بررسي اثرات زيست محيطي نيروگاه سياه بيشه. 33

2-4- بررسي تحليلي و آماري مولفههاي مهم نيروگاههاي تلمبهاي ذخيرهاي.. 35

2-5-گزينه يابي اوليه نيروگاه هاي تلمبه ذخيره اي.. 38

2-6- عملکرد نیروگاه تلمبه ذخیره ای.. 38

2-7- ماشین‌های سنکرون. 40

2-7-1- ژنراتور سنکرون. 41

2-7-2- موتور سنکرون سه فاز. 41

2-8- راه اندازی به کمک منبع تغذیه با فرکانس متغیر (مبدل فرکانس) 42

2-9- راه اندازی بصورت موتور القایی سه فاز. 43

2-10- کنترل سرعت موتورهای سنکرون. 43

2-10-1- کنترل فرکانس… 43

2-10-2- سیستم کنترل با حلقه بسته. 44

2-11- کاربرد های ماشین های سنکرون سه فاز. 44

2-12- توربین.. 46

2-13- انواع توربین ها 46

2-14- انتخاب توربین.. 47

2-15- نیمه هادی ها 47

2-16- مزایای مبدل‌های فرکانس استاتیکی نسبت به مبدل‌های فرکانس دینامیکی.. 50

2-17- تاریخچه مبدل‌های فرکانسی.. 51

2-18- مبدل فرکانس ساکن (SFC) 52

2-19- مدار اصلی.. 53

2-20- کنترل و ویژگی ها 54

2-21- میانجی آدمی (رایانه) 55

2-22- مهم ترین نیازهای روشن کننده ساکن.. 55

2-23- تشخیص خطا و محافظات… 55

2-24- جلوگيري از نيروي معكوس بوسيله استفاده ازSFC.. 56

2-25- استراتژی (فن) کنترل مبدل فرکانس ساکن.. 58

2-26- کنترل اینورتر. 60

2-27- کنترل رکتیفایر (یکسوساز) 63

2-28- مرحله کموتاسیون اجباری.. 64

2-29- معادلات ديناميک سيستم قدرت… 65

2-30- تخمين نقطه کار سيستم. 72

2-31- اجراي برنامه PSS. 73

2-32- تحليل مقادير ويژه 76

2-33- تحليل خطي.. 77

2-34- تحليل غير خطي.. 77

2-35- اجراي برنامه LOC.. 78

فصل سوم: شبیه سازی نیروگاه تلمبه زنی

3-1- مقدمه. 84

3-2- مدل سازی شبکه. 86

3-2-1- مدار رکتیفایر. 86

3-2-2- مدار اینورتر. 87

3-2-3- بلوک DISCRETE PWM GENERATOR.. 87

3-2-4- مدل سیکلوکانورتر. 88

3-2-5- بلوک فیلتر پایین گذر LC.. 88

3-2-6-بار RLC موازی سه فازی.. 88

3-2-7- ماشین سنکرون. 89

3-2-8- بلوک اندازه‌گیری.. 90

3-2-9- زاویه محور رتور. 90

3-2-10- Delta (زاویه بار) 90

3-2-11- Peo (توان خروجی الکتریکی) 90

3-2-12- بلوک power gui 90

3-2-13-  Multi meter 91

فهرست منابع. 97

منابع فارسی.. 97

منابع غیرفارسی.. 99