دانلود ترجمه مقاله سیستم تحریک مبدل منبع ولتاژ – الزویر ۲۰۱۴

سیستم تحریک مبدل منبع ولتاژ به منظور افزایش پایداری سیستم قدرت

Analysis and assessment of VSC excitation system for power system stability enhancement

چکیده
۱- مقدمه
۲- مدل سیستم قدرت
۲-۱- یک مدل ساده از سیستم تحریک VSC
۲-۲- مدل سیستم
۳- بهبود پایداری سیگنال کوچک
۳-۱- مدل گسترده Philips–Heffron
۳-۲- ارائه گشتاور میرایی توسط RPI
۳-۳- تأثیر پارامترهای کنترل RPI
۴- بهبود پایداری گذرا
۵- نتیجه‌گیری

چکیده

سیستم تحریک مبدل منبع ولتاژ (VSC)، یک سیستم جدید تحریک مبتنی بر مبدل منبع ولتاژ مدولاسیون پهنای پالس (VSC) است که به عنوان گزینه‌های تکمیلی برای سیستم‌های معمول تحریک تریستور پیشنهاد می‌شود. هدف از این مقاله، تائید نظری افزایش پایداری سیستم قدرت توسط سیستم تحریک VSC است. جریان رآکتیو تزریقی به ترمینال‌های ژنراتور توسط سیستم تحریک VSC می‌تواند به‌طور انعطاف‌پذیری کنترل شود. در این مقاله قابلیت‌های افزایش پایداری سیستم برق مورد بررسی قرار می‌گیرند. یک مدل ساده از سیستم تحریک VSC مناسب برای استفاده در مطالعات پایداری سیستم ایجاد می‌شود. یک مدل گسترده Philips–Heffron از یک سیستم تک ماشینه با باس بی‌نهایت (SMIB) برای آنالیز میزان گشتاور میرایی جریان رآکتیو تزریق شده به سیستم قدرت ایجاد گردیده و بکار برده می‌شود. این مقاله همچنین توضیح مختصری در این رابطه ارائه می‌نماید که چرا سیستم تحریک VSC می‌تواند پایداری گذرا را در پرتو معیار مساحت برابر افزایش دهد. نتایج محاسبات و شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که جریان رآکتیو تزریق شده از سیستم تحریک VSC تا حد زیادی به میرایی سیستم مربوط می‌شود و دارای تأثیر زیادی بر پایداری گذرا می‌باشد. سیستم تحریک VSC در مقایسه با سیستم‌های تحریک تریستور نه تنها می‌تواند عملکرد سیگنال کوچک سیستم قدرت را بهبود ببخشد، بلکه می‌تواند محدوده پایداری موقت سیستم را نیز اصلاح نماید.

۵- نتیجه‌گیری

سیستم تحریک VSC به عنوان جایگزینی برای سیستم‌های معمولی تحریک تریستور پیشنهاد شده است که میرایی نوسان را افزایش می‌دهد و دینامیک‌های گذرای سیستم‌های قدرت را بهبود می‌بخشد. آن دارای دو رویکرد برای حفظ پایداری سیستم قدرت است: ولتاژ میدان و انژکتور توان رآکتیو (RPI). واکنش دینامیک RPI به‌سرعت و در عرض میلی‌ثانیه انجام می‌شود، درحالی‌که زمان واکنش ولتاژ میدان معمولاً به ثانیه است. نتایج محاسبات و شبیه‌سازی‌های گشتاور میرایی نشان می‌دهند که RPI به طور قابل‌ملاحظه ای به میرایی سیستم مربوط می‌شود و بنابراین عملکرد سیگنال کوچک در سیستم قدرت بهبود پیدا می‌کند. همچنین، RPI حدود پایداری گذرا را به‌طور قابل‌ملاحظه ای افزایش می‌دهد. بنابراین، ژنراتور می‌تواند توان فعال‌تری را به سیستم‌های قدرت انتقال دهد. برای آن دسته از سیستم‌های قدرت که به بهبود میرایی و ظرفیت انتقال نیاز دارند، استفاده از سیستم تحریک VSC یک راه‌حل سودمند خواهد بود.

Abstract

The voltage source converter (VSC) excitation system is a novel excitation system based on pulse-width modulation (PWM) voltage source converter, which is proposed as improved alternatives to the conventional thyristor excitation systems. This paper aims to provide theoretical confirmation of power system stability enhancement by the VSC excitation system. The reactive current injected to generator terminals by the VSC excitation system can be controlled flexibly. Its capability of enhancing power system stability is investigated in this paper. The simplified model of VSC excitation system suitable for use in system stability studies is developed. An extended Philips–Heffron model of a single-machine infinite bus (SMIB) system with VSC excitation system is established and applied to analyze the damping torque contribution of the injected reactive current to the power system. This paper also gives a brief explanation on why the VSC excitation system can enhance the transient stability in light of equal area criterion. The results of calculations and simulations show that the injected reactive current of VSC excitation system contributes to system damping significantly and has a great effect on the transient stability. When compared with conventional thyristor excitation systems, the VSC excitation system can not only improve the small-signal performance of the power system, but also can improve the system transient stability limit.

۵- Conclusion

The VSC excitation system is proposed as alternatives to the conventional thyristor excitation systems, which enhances oscillation damping and improves transient dynamics of power systems. It has two approaches to maintain power system stability: the field voltage and the reactive power injector (RPI). The dynamic response of RPI is extremely quickly, in milliseconds, while the response time of field voltage is usually seconds. The results of damping torque calculations and simulations show that the RPI contributes to system damping significantly, thus the small-signal performance of the power system is improved. What’s more, the RPI also enhances the transient stability limit pronouncedly. Therefore the generator can transmit more active power to power systems. For power systems which have the need of improving damping and the transmission capacity, the use of VSC excitation system will be an advantageous solution.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

سیستم تحریک مبدل منبع ولتاژ به منظور افزایش پایداری سیستم قدرت

Analysis and assessment of VSC excitation system for power system stability enhancement