سال 1404، دوره 12، شماره 50، صفحات 28-39
بهبود پایداری و جنبههای اقتصادی استفاده از جبرانساز سری سنکرون استاتیکی (SSSC) در مزارع بادی مبتنی بر DFIG
KNO-1204-5003
نویسندگان: علی رضایی
کلمات کلیدی: پایداری سیستم قدرت، ژنراتور القایی دوسوتغذیه، جبرانساز سری سنکرون استاتیکی، نوسانات زیرسنکرون، ادوات FACTS، تحلیل اقتصادی
چکیده:
رشد شتابان استفاده از انرژی بادی در شبکههای قدرت مدرن، اگرچه نقش مهمی در کاهش آلایندههای زیستمحیطی و تنوعبخشی به منابع انرژی ایفا میکند، اما چالشهای فنی و اقتصادی جدیدی را نیز به همراه داشته است. یکی از مهمترین این چالشها، حفظ پایداری سیستم قدرت در حضور مزارع بادی بزرگ، بهویژه مزارعی است که از ژنراتور القایی دوسوتغذیه (DFIG) استفاده میکنند و از طریق خطوط انتقال طولانی و جبرانسازیشده سری به شبکه متصل هستند. جبرانسازی سری، اگرچه ظرفیت انتقال توان را افزایش میدهد، میتواند منجر به بروز نوسانات زیرسنکرون (SSO/SSR) و کاهش پایداری دینامیکی سیستم شود. در این مقاله، استفاده از جبرانساز سری سنکرون استاتیکی (SSSC) بهعنوان یکی از ادوات FACTS پیشرفته برای بهبود پایداری دینامیکی و افزایش بهرهوری اقتصادی مزارع بادی مبتنی بر DFIG مورد بررسی جامع قرار گرفته است. سیستم مورد مطالعه شامل یک مزرعه بادی ۹٫۶ مگاواتی متشکل از شش توربین بادی ۱٫۶ مگاواتی است که از طریق یک خط انتقال ۱۲۰ کیلوولت جبرانسازیشده سری به شبکه بینهایت متصل میشود. مدلسازی کامل آیرودینامیکی توربین، دینامیک مکانیکی شافت، مدل الکتریکی DFIG، مبدلهای الکترونیک قدرت و SSSC در محیط MATLAB/Simulink انجام شده است. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که استفاده از SSSC موجب کاهش قابل توجه دامنه نوسانات توان اکتیو و راکتیو، بهبود پایداری سیگنال کوچک و گذرا، و افزایش قابلیت اطمینان سیستم میشود. علاوه بر این، تحلیل اقتصادی انجامشده نشان میدهد که علیرغم هزینه سرمایهگذاری اولیه، استفاده از SSSC در بلندمدت منجر به کاهش تلفات، افزایش ظرفیت انتقال، جلوگیری از خسارات ناشی از ناپایداری و در نتیجه صرفه اقتصادی قابل توجه میگردد.