ترجمه مقاله کنترل STATCOM مبتنی بر VSC با استفاده از راهبردهای متداول و کنترل بردار جریان مستقیم

ترجمه مقاله کنترل STATCOM مبتنی بر VSC با استفاده از راهبردهای متداول و کنترل بردار جریان مستقیم 

چکیده

STATCOM دستگاهی است که می­تواند توان راکتیو را جبران­سازی کند و پشتیبانی ولتاژ را برای یک سیستم ac ارائه کند. با توجه به پیشرفت فن­آوری الکترونیک قدرت، مبدل­های IGCT یا IGBT مبتنی بر VSC بطور قابل توجهی در سیستم­های STATCOM مدرن استفاده می­شوند. STATCOM مبتنی بر VSC متعارف شامل مبدل منبع ولتاژ (که به دستگاه ذخیره­سازی انرژی در یک سو و سیستم قدرت ac در سوی دیگر متصل است) و سیستم کنترل مبتنی بر فن­آوری کنترل بردار d-q استاندارد معمولی است. این مقاله طرح­های کنترل بردار جریان مستقیم و متعارف برای STATCOM مبتنی بر VSC را مطالعه و مقایسه می­کند. محدودیت ساز و کار کنترل متعارف آنالیز می­شود. یک استراتژی کنترل بهینه بر اساس طرح کنترل بردار جریان مستقیم ایجاد می­شود. ارزیابی کنترل حلقه-بسته نشان می­دهد که سیستم D-STSTCOM با استفاده از ساز و کار کنترلی ارائه شده هم در داخل و هم خارج از حد مدولاسیون خطی مبدل بخوبی کار می­کند اما زمانی­که مبدل فراتر از حد مدولاسیون خطی کار می­کند روش کنترل استاندارد متعارف باعث اضافه ولتاژ و نوسانات سیستم می­شود.

وازگان کلیدی

STSTCOM، مدولاسیون پهنای پالس، کبدل منبع ولتاژ، کنترل بردار جریان مستقیم، کنترل توان راکتیو، کنترل پشتیبان ولتاژ شبکه.

1. 1.      مقدمه

امروزه دستگاه­های FACTS (سیستم انتقال AC انعطاف­پذیر) بطور گسترده­ای در سیستم قدرت استفاده می­شوند [1]. یک عملکرد مهم دستگاه­های FACTS جبران­سازی توان راکتیو یا کنترل پشتیبانی ولتاژ سیستم قدرت است [2]. بطور معمول، جبران­سازی توان راکتیو، در میان دستگاه­های FACTS، با جبران­ساز VAR استاتیک (SVC) مبتنی بر تریستور انجام می­شود [3]، که شامل راکتورهای کنترل­شده­ی تریستوری (TCR) یا بانک­های خازنی سوئیچ شونده با تریستور به منظور جبران­سازی توان راکتیو یا پشتیبانی از ولتاژ یک باس است [4].

با وجود این، با توجه به فن­آوری الکترونیکی قدرت، جایگزینیSVC توسط نسل جدید جبران­سازهای استاتیک، STATCOMها، بر اساس استفاده­ از مبدل PWM منبع ولتاژ در حال افزایش است [4]. STATCOM تمام وظایفی را که SVC ارائه می­کند انجام می­دهد اما دارای خصوصیات دینامیکی بهتر و سرعت بیش­تر است که به ولتاژ شبکه بستگی ندارد [4، 5]. این ویژگی بخصوص زمانی بسیار مهم است ­که پاسخ دینامیکی سریع مورد نیاز است یا ولتاژ شبکه­ی الکتریکی کم است. دستگاه STATCOM فشرده­تر است و تنها قسمتی از فضایی را که برای راه­اندازی SVC لازم است اشغال می­کند. دستگاه­های STATCOM مدرن مبتنی بر فن­آوری مبدل قدرت PWM مانند IGBTها (ترانزیستورهای دو قطبی با گیت عایق­شده) و IGCTها (تریستورهای کوموتاسیون با گیت یکپارچه­سازی شده) می­توانند شکل­موج ولتاژ ac خروجی را با کنترل سریع اندازه و زاویه­ی فاز بازسازی ­کنند[5، 6].

اما، عملکرد STATCOM نه تنها به مبدل بستگی دارد بلکه به چگونگی کنترل آن نیز وابسته است. بطور متعارف، کنترل STATCOM مبتنی بر VSC از روش کنترل بردار d-q مجزای استاندارد استفاده می­کند [7،9]. رفتار کنترل­کننده از طریق یا از طریق شبیه­سازی گذرا یا روش­های اندازه­گیری گذرا ارزیابی می­شود [5-9]. عملکرد کنترل­کننده در شرایطی که مبدل فراتر از حد مدولاسیون خطی کار می­کند بطور کامل مورد مطالعه قرار نگرفته است. ارزیابی این مقاله نشان­دهنده­ی این است که حدی در استراتژی کنترل بردار STATCOM استاندارد متعارف وجود دارد، که ممکن است منجر به نوسانات بزرگ در سیستم­های شبکه و/یا STATCOM شود، به خصوص زمانی­که مبدل فراتر از حد مدولاسیون خطی کار می­کند.