توضیحات
عنوان فارسی: تهویه هیبریدی کیفیت برق بهکاررفته در یک ایستگاه کششی با ولتاژ بهینه مستقیم
عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:
Hybrid Power Quality Conditioner Installed in a Traction Substation With Optimized DC-Link Voltage
چکیده
با رشد برقرسانی به راهآهن، کیفیت برق نقش عمدهای در طراحی سیستم ایفا میکند. از زمانی که قطارهای برقی معمولاً بارهای تک فاز هستند ( بهجز قطارهای قدیمی سه فاز) ، آنها مقادیر زیادی از جزء دنباله منفی جریانها هستند. علاوه بر این، به دلیل برخی دلایل ( مثال، مبدلهای الکتریکی در محرکهای کششی، تعامل زنجیره/ پانتوگراف، کمانها در عایقهای مقطعی و …) راهآهنهای برقی از جریانهای گذرا و هماهنگ رنج میبرند. بنابراین، روشهای جبران کردن زیادی برای حفظ کیفیت برق در یک سطح قابلقبول، بررسیشده است. تهویه برق استاتیک راهآهن (RPC) میتواند یک جبرانکننده ایده آل برای راهآهن با سرعتبالا باشد که شامل دو مبدل پشتبهپشت تک فاز متصل بهطور موازی با ایستگاه کشش از طریق مبدلهای تک فاز با گام پایین است. عملیات RPC بهشدت تحت تأثیر ولتاژ مستقیم است که باید ثابت نگهداشته شود که معمولاً این کار توسط یک کنترلکننده PI صورت میگیرد. در این مقاله، یک تهویه کیفیت برق هیبریدی (HPQC9 متشکل از یک RPC و یک SVC تک فاز است که برای کاهش نرخ و کل قیمت مبدلهای الکترونیکی انرژی مورداستفاده در جبرانکنندهها به کار میرود. بهینهسازی الگوریتم ژنتیک (GA) برای وفق دادن بهدقت ضرایب کنترلکننده DC-link به کار گرفته میشود. مطالعات شبیهسازی در فضای MATLAB/Simulink نشان میدهد که موجدار شدن ولتاژ DC-link بهطور مؤثری کاهش مییابد که منتج به یک عملکرد بهتر و یا کاهش اندازه خازن میشود.
کلمات کلیدی : برقرسانی به راهآهن، تهویه انرژی استاتیک راهآهن (RPC)، کیفیت برق، جبرانکننده VAr استاتیک (SVC)، بهینهسازی GA، تهویه کیفیت برق هیبریدی (HPQC)
معرفی
برقرسانی به راهآهن در اوایل قرن بیستم آغاز شد. این پدیده در بسیاری از کشورها به دلیل مزایای آن، پذیرفتهشده است. بهطور مثال ، آلودگی کمتر هوا، توانایی حملونقل عمومی سنگین، راندمان بالا و کاهش تولید کربن دیاکسید میباشد. [1] از آغاز برقرسانی راهآهن، کیفیت برق یک نقش حیاتی در طراحی سیستم دارد. روشهای اخیر برای بهبود کیفیت برق میتواند در روشهایی از قبیل قطارهای سه فازی [2]، روش تغییر فاز و بعد با استفاده از مبدلهای متعادل، تعیین شود. بااینحال، این روشهای مزبور میتواند بهطور مناسب کار کندکه تنها در شرایط بارگیری کامل برای تمام بخشهای سیستم است. بهمنظور بهبود دینامیکی کیفیت برق، جبرانکنندههای VAr استاتیک (SVC) در سیستمهای راهآهن به کار میرود، که بهمنظور جبران کردن جریانهای نامتعادل بر اساس قانون Steinmetz ، طراحیشده است. [4] SVC میتواند جریانهای نامتعادل در هر شرایط بارگیری را جبران کند؛ بااینحال، این امر یک محدودیت هارمونیک به سیستم وارد میکند که به دلیل تریستورهای سوئیچی فرکانس – توان است. [5,6] خنککنندههای برق استاتیک راهآهن (RPC) برای جبران تمام هر سه نگرانی عمده کیفیت برق در سیستمهای راهآهن است. [7] یعنی، جریانهای نامتعادل، جریانهای هارمونیک و برق واکنشی. RPC شامل دو مبدل پشتبهپشت تک فاز است که یک خازن مشابه DC-link را به اشتراک میگذارند که برق واکنشی و فعال را بین دو ناحیه انتقال میدهد، و جریانهای هارمونیک را بهطور همزمان جبران مینماید.
خنککنندههای برق فعال (APQC) نسل بعدی RPC است که شامل یک مبدل سه فازی است که در مراجع [8,9] معرفیشده است. RPC میتواند یک جبرانکننده ایده آل برای بهبود کیفیت برق یک سیستم راهآهن باشد؛ بااینحال، از سوئیچهای الکترونیکی گرانقیمت استفاده میشود که منتج به هزینههای بسیار زیاد میشود. علاوه بر این، با افزایش ظرفیت ایستگاههای کشش (TSS)، بهکارگیری RPC گران و گرانتر میشود. برای نرخهای بالاتر سوئیچهای برق، هزینه RPC بهطور نمایی افزایش خواهد یافت که آن را برای ظرفیت سنگین از TSS امکانپذیر میکند. موجدار شدن ولتاژ DC-link باید توسط یک کنترلکننده PI ثابت نگهداشته شود و موج آن باید در یک محدوده قابلقبول باشد که در بخش طراحی تعیین میشود. برای دستیابی به یک ولتاژ ثابت DC-link بهینهسازی GA برای طراحی DC-link بهینه، به کار گرفته میشود. برای جبرانکننده هیبریدی پیشنهادشده، میتوان دید که موج ولتاژ DC-link کاهش مییابد، بهطور مؤثر، که منتج به یک عملکرد بهتر و ظرفیت DC-link میشود. در این مقاله، ولتاژهای DC-link برای RPC و جبرانکنندههای پیشنهادی، مقایسه میشود که اجازه طراحی بهینه خازن DC-link و سطح ولتاژ میدهد.
توجه
- برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.
- پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.