روش تنظیم ولتاژ برای جبران افت ولتاژ و کاهش عدم تعادل در سیستم توزیع DC ولتاژ پایین دو قطبی

چکیده

به دلیل توسعه مبدل های توان الکتریکی با کارایی بالا تعداد مطالعات روی ساخت سیستم های DC ولتاژ پایین (LVDC) به تدریج در حال افزایش است. برای استفاده از سیستم های توزیع LVDC روش های تنظیم ولتاژ برای جبران افت ولتاژ و به منظور محدود کردن نامیزانی ولتاژ ضروری هستند. در یک سیستم توزیع LVDC دو قطبی ممکن است به دلیل جریان بار و تغییر مقدار توان اعمال شده به قطب ها یک افت ولتاژ یا نامیزانی ولتاژ اتفاق بیفتد. با این وجود تحقیقات کافی بر روی روش های تنظیم ولتاژ برای سیستم های توزیع LVDC صورت نگرفته است. این مقاله به منظور کاهش افت فشار و نامیزانی ولتاژ یک روش تظیم ولتاژ مبتنی بر روش جبران افت ولتاژ فازی (NLDC) را ارائه می کند، که برای محاسبه ولتاژ مرجع طرف فرستنده یک LDC اصلاح شده را به کار می گیرد. در روش NLDC به منظور جبران نوسان پتانسیل خط توازن و افت فشار روی قطب امپدانس جریان بی اثر  و خط توازن در نظر گرفته می شوند. با بررسی ضریب عدم توازن ولتاژ، ولتاژ طرف فرستنده بعدی تعیین و تعدیل می شود تا در محدود ضریب نامیزانی ولتاژ مجاز باقی نگه داشته شود. با استفاده از برنامه ElectroMagnetic Transients یک الگوریتم تنظیم ولتاژ و یک مدل سیستم LVDC دو قطبی پیاده سازی می شود. 

۱- مقدمه

به منظور کاهش اتلاف انرژی در سراسر جهان مطالعات متعددی روی بهبود بازدهی توان انجام گرفته است. در این مقاله سیستم توزیع DC ولتاژ پایین (LVDC)، به دلیل مزایای بسیار آن، به عنوان راه حلی برای مسئله بازدهی توان بررسی می شود. با یک سیستم توزیع جریان مستقیم می توان از تبدیل توان در وسیله اجتناب کرد و اتلاف توان را کاهش داد. همچنین سیستم LVDC با کاهش تعداد تبدیلات، تبدیل DC/DC/AC به DC/DC، برای اتصال سیستم های انرژی تجدید پذیر مختلفی مانند فتوولتایی و سلول های سوختی تولید کننده توان DC بسیار مناسب است. همچنین در یک سیستم LVDC با کاهش تعداد تبدیلات، تبدیل AC/DC/AC به AC/DC، می توان بازدهی ریزتوربین های و توربین های بادی با سرعت متغیری را که توان AC تولید می کنند بهبود بخشید (۶-۱).

۶- نتایج

این مقاله فناوری نوینی را برای جبران افت ولتاژ و نامیزانی ولتاژ در یک سیستم توزیع LVDC دو قطبی ارائه می کند. روش NLDC، که جریان خط بی اثر و امپدانس معادل خط بی اثر را در نظر می گیرد، افت ولتاژ خط قطب را جبران می کند و نوسان پتانسیل بی اثر را کاهش می دهد. به منظور تأیید روش پیشنهادی یک سیستم توزیع LVDC دو قطبی مدل سازی شده است و با استفاده از EMTP یک متعادل کننده ارتقا پیاده سازی شده است. همچنین برای تعیین پارامترهای NLDC مانند SERV و خط جریان با استفاده از MATLAB مربع میانگین مربعات جبری استفاده شده است. نتایج شبیه سازی تأیید می کنند که روش پیشنهادی برای جبران افت ولتاژ و در کاهش نامیزانی ولتاژ در سیستم توزیع LVDC کارامد است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که کوچکترین PI توسط روش NLDC و نه توسط روش معمول به دست می آید. این بدین دلیل است که نوسان پتانسیل بی اثر به میزان زیادی به جریان بی اثر ایجاد شده توسط شرایط نامیزانی بار بستگی دارد. علاوه بر این تدیید می شود که روش NLDC در کاهش نامیزانی ولتاژ سومند است. در نتیجه روش پیشنهادی با ارائه عملکردی بالاتر نسبت به روش های موجود در بهبود تنظیم ولتاژ و کاهش کارآمد نامیزانی ولتاژ در سیستم های توزیع LVDC مشارکت می کند.