پایان نامه بررسی پایداری دینامیکی ژنراتور نیروگاه توربین انبساطی در حضور ادوات الکترونیک قدرت

فهرست:

چکیده.............................................................................................................................................................................. ..............1

فصل اول : مقدمه

1-1 مقدمه..................................................................................................................................................................................3

1-2 توربین انبساطی................................................................................................................................................................3

1-3  ژنراتور توربین انبساطی.................................................................................................................................................4

1-4 ادوات فاکت........................................................................................................................................................................5

1-4-1 کنترل کننده های FACT:...................................................................................................................................6

فصل دوم: توربین انبساطی

2-1 مقدمه:...............................................................................................................................................................................8

2-2 انواع توربین......................................................................................................................................................................8

2-3 توربین انبساطی..............................................................................................................................................................9

2-3-1 مزایای استفاده از توربین انبساطی.......................................................................................................................10

2-3 -2 ساختار توربین انبساطی........................................................................................................................................10

2-3-3 ویژگی هایی لازم در طراحی توربین انبساطی ..................................................................................................11

2-3-4 قسمت های اصلی یک نیروگاه توربین انبساطی...............................................................................................12

2-3-4-1 Ball valve.....................................................................................................................................................13

2-3-4-2 Safety trip valve ((STV..................................................................................................................14

2-3-4-3  پیشگرمکن (Preheater   ).....................................................................................................................14

2-3-4-4  رگولاتور (Regulator )..............................................................................................................................15

5-4-3-2 توربین ( Turbine).........................................................................................................................................16

2-3-4-6 شافت و گیربکس (Shaft and gearbox )........................................................................................17

2-3-4-7  ژنراتور (Generator)..................................................................................................................................20

2-3-4-8 ری  هیتر (Reheater ) .............................................................................................................................21

فصل : ژنراتور

3-1. مقدمه................................................................................................................................................................................22

3-2. معرفی ژنراتور آسنکرون................................................................................................................................................23

3-2-1 مزایای ژنراتور آسنکرون............................................................................................................................................25

3-2-2 معایب ژنراتور آسنکرون............................................................................................................................................25

3-2-3 بررسی مشخصه گشتاور- سرعت............................................................................................................................26

3-2-4 نقطه کار ژنراتور ........................................................................................................................................................26

3-2-5 ژنراتور آسنکرون متصل به شبکه  ( GCIG) ...................................................................................................27

3-2-7  مزایای اقتصادی ژنراتور آسنکرون .......................................................................................................................28

3-2-6 بهره برداری از ژنراتور آسنکرون..............................................................................................................................28

فصل چهارم : ادوات فاکت

4-1  مقدمه ..............................................................................................................................................................................31

4-2. مشخصات جبران کننده­های استاتیک .....................................................................................................................31

4-2-1. جبران کننده استاتیک ایده آل..............................................................................................................................31

3-2-2. ساختار SVC............................................................................................................................................................33

4-2-2-1. مدل دینامیکی SVC .......................................................................................................................................36

3-2-3. ساختار STATCOM .........................................................................................................................................38

فصل پنجم: روش های بهبود پایداری

5-1 مقدمه.................................................................................................................................................................................41

5-2 مقدار توان راکتیو مصرفی ژنراتور آسنکرون..............................................................................................................41

5-3 بررسی روش های مختلف جبران توان راکتیو ژنراتور توربین انبساطی..............................................................43

5-4 حالت های مختلف مورد مطالعه....................................................................................43

5- 4- 1 مجوع حالت های مختلف مورد بررسی در پروژه...........................................................................................43

فصل ششم: شبیه سازی

6-1 مقدمه.................................................................................................................................................................................46

6-2 مفروضات سیستم جهت شبیه سازی........................................................................................................................46

6-2-1 پارامتر های تعیین شده برای المان های شبیه سازی......................................................48

6- 4 شبیه سازی....................................................................................................................................................................52

4-3-1 شبیه سازی شبکه بدون استفاده از ادوات فاکت به صورت پایدار.................................................................52

6-3-2 شبیه سازی شبکه به همراه SVC در کنار ژنراتور به صورت پایدار.............................................................55

6-3-3 شبیه سازی شبکه به همراه STATCOM در کنار ژنراتور به صورت پایدار............................................58

6-3-4 شبیه سازی شبکه بدون استفاده از ادوات فاکت با در نظر گرفتن اتصال کوتاه سه فاز متقارن در پایانه

ژنراتور......................................................................................................................................................................................... 61

6-3-5 شبیه سازی شبکه به همراه SVC در کنار ژنراتور با در نظر گرفتن اتصال کوتاه سه فاز متقارن در پایانه

ژنراتور..........................................................................................................................................................................................64

6-3-6 شبیه سازی شبکه به همراه STATCOM درکنار ژنراتور با در نظرگرفتن اتصال کوتاه سه فاز متقارن در پایانه ژنراتور..........................................................................................................................................................................67

6-3-7 شبیه سازی شبکه بدون استفاده از ادوات فاکت با در نظر گرفتن قطع ناگهانی لحظه ای گاز  ورودی

 توربین........................................................................................................................................................................................70

6-3-7 شبیه سازی شبکه به همراه SVC در کنار ژنراتور با در نظر گرفتن قطع ناگهانی لحظه ای گاز  ورودی

توربین.........................................................................................................................................................................................73

6-3-9 شبیه سازی شبکه به همراه  STATCOM درکنار ژنراتور با در نظر گرفتن قطع ناگهانی لحظه ای گاز

ورودی توربین............................................................................................................................................................................76

فصل هفتم : نتیجه گیری و پیشنهادات

7-1 نتایج شبیه سازی برای حالت پایدار ژنراتور و توربین.............................................................................................80

7-1-1 نتایج شبیه سازی در حالت پایدار ژنراتور و توربین بدون حضور ادوات فاکت و در حضور ادوات فاکت بر روی ولتاژ پایانه ژنراتور.............................................................................................................................................................80

 7-1-2 نتایج شبیه سازی در حالت پایدار ژنراتور و توربین بدون حضور ادوات فاکت و در حضور ادوات فاکت بر روی فاکت بر روی توان راکتیو پایانه ژنراتور.......................................................................................................................82

7-2 نتایج شبیه سازی برای حالت اتصال کوتاه سه فاز متقارن در پایانه ژنراتور.......................................................83

7-2-1 نتایج شبیه سازی در حالت اتصال کوتاه سه فاز متقارن در پایانه ژنراتور بدون حضور ادوات

فاکت و در حضور ادوات فاکت بر روی ولتاژ پایانه ژنراتور................................................................................................83

7-2-2 نتایج شبیه سازی در حالت اتصال کوتاه سه فاز متقارن در پایانه ژنراتور در حضور SVC  بر روی توان

راکتیو ..........................................................................................................................................................................................85

7-3 نتایج شبیه سازی برای حالت قطع لحظه ای گاز ورودی به توربین....................................................................86

7-3-1 نتایج شبیه سازی قطع لحظه ای گاز ورودی به توربین بدون حضور ادوات فاکت و در حضور ادوات فاکت بر روی ولتاژ پایانه ژنراتور.............................................................................................................................................87

7-3-2 نتایج شبیه سازی در حالت قطع لحظه ای گاز ورودی به توربین بدون حضور ادوات فاکت و در حضور

ادوات فاکت بر روی توان راکتیو ...........................................................................................................................................88

نتیجه گیری کلی............................................................................................................................................................................

پیشنهادات.......................................................................................................................................................................................

فهرست مراجع...........................................................................................................................................................................92

منبع:

میرسلیم، مجتبی، "ماشینهای الکتریکی و ترانسفرمر،" مرکز نشر دانشگاه صنعتی امیرکبیر، چاپ اول، 1379.

قاضی، رضا، "کنترل توان راکتیو در سیستمهای الکتریکی،" انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد، 1371

کاتالوگ های مربوط به پروژه توربین انبساطی نیروگاه نکا

منابع انگلیسی

[4].   Mehdi Taleshian, Hasan Rastegar, Hossein Askarian Abyaneh “ Modeling and Power     Quality Improvement of Grid Connected Induction Generators Driven by Turbo-Expanders” International Journal of Energy Engineering 2012, 2(4): 131-137

[5].   Mehdi Taleshian, Hasan Rastegar, Hossein Askarian Abyaneh “Modeling turbo-expander systems Simulation”: Transactions of the Society for Modeling and Simulation International0(0) 1–15 2013 The Society for Modeling and Simulation International

[6].   E. G. Marra and J. A. Pomilio, "Induction-Generator-Based System Providing Regulated Voltage With Constant Frequency," IEEE Trans. Industrial Electronics, Vol. 47, No.04, August 2000. pp 908-914.

[7].   Li. Wang and R. Deng, "Transient performance of an isolated induction generator under nbalanced excitation capacitors," IEEE Trans. Energy Conversion, Vol. 14, No. 4, December 1999. pp 887-893.

[8].  G. McPherson and R. D. Laramore, "An introduction to electrical machines and transformers," John Wiley & Sons, 1990.

[9].    DSTATCOM Devices for Improvement of induction generator stability," IEEE Melecon, May 2004.

[10].  W. Freitas, A. Morelato, W. Xu and F. Sato, "Impacts of ac generators and DSTATCOM devices on the dynamic performance of distributed systems," IEEE Trans. on power delivery, Vol. 20, No. 2, April 2005. pp. 1493-1501

[11].  B. singh, S. S. Murthy and S. Gupta, "analysis and design of STATCOM-based voltage regulator for self-excited induction generators," IEEE Trans. On Energy Conversion. Vol. 19, No. 4, December 2004, pp. 783-790.

[12].   Mehdi Babaei Turkemani, Hassan Rastegar, “Modular Mod-eling of Turbo-Expander Driven Generators for Power Sys-tem Studies,” IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, IEEJ Trans 2009; 4: 645–653.

[13].   Mehdi Babaei Turkemani, Hassan Rastegar, “Flicker As-sessment of Turbo-Expander Driven Synchronous Generator in Power Distribution Network,” Journal of Iranian Associa-tion of Electrical and Electronics Engineers – Vol .7- No.1- Spring & Summer 2010.

[14].    T. Ahmad, K. Nishida and M. Nakaoka, "Static VAR Compensator-based voltage regulation implementation of single-phase self-excited induction generator," IEEE Trans. 0-7803-8486- 5/04, IAS 2004, pp.2069-2076.

[15].   T. Ahmad, O. Noro, E. Hiraki and M. Nakaoka, "Terminal voltage regulation characteristics by Static VAR Compensator for a three-phase self-excited induction generator," IEEE Trans. On Industry App. Vol. 40, No. 4, July/August 2004, pp. 978-988.

[15].   D. Jovcic, N. Pahalawaththa, M. Zavahir and H. hassan, "SVC Dynamic analytical Model," IEEE Trans. On Power Delivery, Vol. 18. No. 4, October 2003. pp. 1455-1461.