سیستم، می، نیروگاه، خورشیدی، های، برق

……………………………………………………………………………………….50
شکل4-2 مدل شبیه سازی کامل شبکه………………………………………………………………………………………50
شکل 4-3 مدل مداری سلول خورشیدی…………………………………………………………………………………..51 شکل 4-4 شبیه سازی نیروگاه خورشیدی با مدار بوست و کنترلر مبدل dc/ac با اینورتر و سلف
خطوط در متلب……………………………………………………………………………………………………………………..53
شکل 4-5 شبیه سازی سلول خورشیدی و ماژول خورشیدی در متلب…………………………………………..53
شکل 4-6 مشخصات ولتاژ- جریان(a) و ولتاژ- توان(b) یک ماژول خورشیدی………………………….54
شکل 4-7 ماژول PV به طور مستقیم به یک بار مقاومتی(متغییر) متصل است……………………………….55
شکل 4-8 منحنی IV BP SX 150S ماژول PV و بارهای مختلف مقاومتی شبیه سازی با مدل
متلب………………………………………………………………………………………………………………………………….. 55
شکل 4-9 مبدل بوست…………………………………………………………………………………………………………. 56
شکل 4-10 جریان سلف در دو زمان قطع و وصل سوییچ……………………………………………………………57
شکل 4-11 مدار مبدل بوست و سلف و ورودی سوییچینگ MPPT شبیه سازی شده در متلب……..57
شکل 4-12 مدار داخلی مبدل بوست………………………………………………………………………………………..58 شکل 4-13 ورودی و خروجی ولتاژ مبدل بوست با مقدار 50% دستور MPPT………………………….. 58
شکل 4-14 فلوچارت روش…………………………………………………………………………………………………. 59
شکل 4-15 دسته بندی مکان های نمودار توان – ولتاژ برای ردیابی نقطه MPP………………………….. 59
شکل 4-16 مشخصه توان ولتاژ MPPT………………………………………………………………………………… 61
شکل 4-17 اجزاء ورودی و خروجی برای Mfile نوشته شده در MPPT ………………………………….62
شکل 4-18 نحوه بدست آوردن مقدار جریان مرجع در نقاط توان ماکزیمم در تابش های مختلف….. 63
شکل 4-19 مدل شبیه سازی اجزاء کامل اینورتر با وجود سلف و ترانس برای اتصال به شبکه……….. 61
شکل 4-20 مدار داخلی سیستم کنترلی اینورتر dc/ac ……………………………………………………………..61
شکل 4-21 مدل داخلی تبدیل سه بردار abc به مختصات dq…………………………………………………… 65
شکل 4-22 مدل داخلی سیستم نیروگاه گازی با مدل کنترلی………………………………………………………..65
شکل 4-23 مدل ساده از سیستم کنترلی همراه با گاورنر……………………………………………………………. 67
شکل4-24: بلوک دیاگرام گاورنر، ژنراتور، بار و توربین و کنترلر…………………………………………………..68
شکل 4-25 مقایسه نتایج PI-FUZZY در مدل بلوکی……………………………………………………………….69
شکل 4-26 نتایج فرکانس از شبکه…………………………………………………………………………………………….70
شکل4-27 توان الکتریکی خط از نیروگاه گاز…………………………………………………………………………… 71
شکل 4-28 فرکانس سیستم در حالت تامین بارفقط از نیروگاه گازی در شبکه سیمولینک کامل……….71
شکل 4-29 توان انتقالی نیروگاه ذخیره، باتری در حالت ورود بار در شبکه سیمولینک کامل……………..72
شکل 4-30 فرکانس سیستم در حالت ورود بار در شبکه سیمولینک کامل با وجود باتری………………73
شکل4-31 مقایسه نتایج فرکانس سیستم در دو حالت وجود و عدم نیروگاه ذخیره …………………………73
شکل4-32 مقدار توان نیروگاه خورشیدی…………………………………………………………………………………..74
شکل 4-33 فرکانس سیستم در شبکه کامل با حضور نیروگاه خورشیدی و عدم سیستم ذخیره انرژی
باتری…………………………………………………………………………………………………………………………………..75
شکل 4-34 فرکانس سیستم در شبکه کامل با حضور نیروگاه خورشیدی و سیستم ذخیره انرژی باتری……………………………………………………………………………………………………………………………………..76
شکل 4-35 مقایسه فرکانس شبکه در دو حالت با وجود نیروگاه خورشیدی با تابش متغییر در صورت
وجود و عدم نیروگاه ذخیره انرژی……………………………………………………………………………………………77
جدول(2-1)قوانین فازی برای بلوک اول…………………………………………………………………………………..21
جدول(3-1):تقسیم بندی ورودی شرایط در بازه های کلی………………………………………………………….38
جدول(3-2):قوانین ورودی و خروجی………………………………………………………………………………………39
جدول(4-1) مشاهدات نتایج شبیه سازی در متلب با توجه به شکل4-25………………………………………69
جدول(4-2) مشاهدات نتایج شبیه سازی کامل شبکه در متلب با توجه به شکل4-26………………………72
فصل اول مقدمه و کلیات تحقیق
1-1 مقدمه1-1-1 مشخصات نیروگاه خورشیدی:خورشید یک منبع بزرگ و تقریباً لایزال انرژی محسوب می شود. انرژی که از خورشید به زمین می رسد حدود 11^10*8/1 مگاوات است که چند هزار برابر انرژی مصرفی سوخت های تجاری است. یکی از مهمترین سیستم های تبدیل انرژی خورشیدی، سیستم فتوولتائیک می باشد که در آن انرژی خورشیدی به وسیله سلول خورشیدی به برق تبدیل می شود. با توجه به کاهش هزینه ساخت سلول ها در طول زمان، در سالیان اخیر استفاده از سیستم فتوولتائیک جهت تولید برق به عنوان یکی از منابع تولید پراکنده مورد توجه کشورها و شرکت های مختلف قرار گرفته است. از آنجا که بازده سلول ها پایین بوده و هزینه اولیه آن ها تا حدودی زیاد می باشد، باید به نحوی از آن ها بهره برداری نمود که همیشه در نقطه توان ماکزیمم خود کار کنند تا بدین وسیله بازده سیستم حداکثر شده و از سیستم استفاده بهتری شود .
مساحت سطوح سلول تأثیری بر ولتاژ آن نداشته که حدود 0.5 ولت می باشد . اما شدت جریان تابع مساحت سطوح سلول و شدت تشعشع خورشید بوده و در شرایط ایده آل معادل 250 آمپر درهر متر مربع از سطح سلول می باشد.
روی صفحه ای که تشعشعات خورشیدی کل آن (W/m2916) می باشد. یک ردیف سلول خورشیدی سیلیکون با کارایی 15 درصد و سطح مؤثر یک مترمربع می تواند 137 وات (W916*15/0) توان الکتریکی تولید نماید.
با این نسبت جهت توان 20 مگاواتی برق (توان خروجی یک تأسیسات تولید برق حرارتی متوسط) در تشعشع کامل و عمود خورشید سطح مورد نیاز پانلهای خورشیدی تقریباً 360 جریب و بیش از نیم مایل مربع می باشد مولدهای فتوولتائیک به دلیل ویژگیهایی همچون نداشتن آلودگی های زیست محیطی و آلودگی صوتی، تعمیر و نگهداری کم، به یکی از پراهمیت ترین منابع تجدیدپذیر تبدیل شده اند .اما تنها دلیلی که مانع از گسترش استفاده از چنین تکنولوژی شده است، هزینه زیاد تولید و بازدهی تبدیل انرژی پایین آنها است.
1-1-2 مزایای استفاده از نیروگاه خورشیدی:1-1-2-1 مطالعات در ایران:خورشید عامل و منشا انرژی های گوناگونی است که در طبیعت موجود است. ایران با وجود اینکه یکی از کشورهای نفت خیز جهان به شمار می رود و دارای منابع عظیم گاز طبیعی نیز میباشد، خوشبختانه به علت شدت تابش خوب خورشید در اکثر مناطق کشور، اجرای طرح های خورشیدی الزامی و امکان استفاده از انرژی خورشیدی در شهرها و شصت هزار روستای پراکنده در سطح مملکت ، می تواند صرفه جویی مهمی در مصرف نفت و گاز را به همراه داشته.
1-1-2-2 تولید برق بدون نیاز به انرژی های دیگر:
نیروگاه های خورشیدی نیاز به سوخت ندارد و بر خلاف نیروگاه های فسیلی قیمت برق تولیدی آنها تابع قیمت نفت بوده و همیشه در حال تغییر می باشد، در نیروگاه های خورشیدی این نوسان وجود نداشته و می توان بهای برق مصرفی را برای مدت طولانی ثابت نگه داشت.
1-1-2-3 عدم احتیاج به آب زیاد :نیروگاه های خورشیدی بخصوصی دودکش های خورشیدی با هوای گرم احتیاج به آب ندارند. لذا برای مناطق خشک مثل ایران بسیار حائز اهمیت می باشد، نیروگاه های حرارتی سنتی هنگام فعالیت نیاز به آب مصرفی زیادی دارند.
1-1-2-4 عدم آلودگی محیط زیستنیروگاه های خورشیدی ضمن تولید برق هیچ گونه آلودگی در هوا نداشته و مواد سمی و مضر تولید نمی کنند. در صورتی که نیروگاه های فسیلی، هوا و محیط اطراف خود را با مصرف نفت گاز و یا ذغال سنگ آلوده کرده و نیروگاه های اتمی با تولید زباله های هسته ای خود که بسیار خطرناک و رادیو اکتیو هستند محیط زندگی را آلوده و مشکلات عظیمی را برای ساکنان کره زمین به وجود می آورند.
1-1-2-5 امکان تامین شبکه های کوچک و ناحیه ای:نیروگاه های خورشیدی می توانند با تولید برق به شبکه سراسری برق تزریق نمایند و در عین حال امکان تامین شبکه های کوچک و ناحیه ای را نیز به ما می دهند. در حالی که، احتیاج به تاسیس خطوط فشار قوی طولانی جهت انتقال برق ندارند و نیاز به هزینه زیاد احداث شبکه‏های انتقال نمی باشد. برای اتصال به شبکه های سراسری قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می دهد.
1-1-2-6 استهلاک کم و عمر زیاد:نیروگاه های خورشیدی به دلایل فنی و نداشتن استهلاک زیاد دارای عمر طولانی می باشند در حالی که عمر نیروگاه های فسیلی بین ۱۵ تا ۳۰ سال محاسبه شده است.
1-1-2-7 عدم احتیاج به متخصص:
نیروگاه های خورشیدی احتیاج به متخصص عالی ندارد و می توان آنها را به طور اتوماتیک به کار انداخت، در صورتی که در نیروگاه های اتمی وجود متخصصین در سطح عالی ضروری بوده و این دستگاه ها احتیاج به مراقبت های دائمی و ویژه دارند.
1-1-3 مشکلات نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه:امروزه تقاضا برای انرژی های تجدید پذیر رو به افزایش است و در میان آن سیستم های فتوولتاییک نقش اساسی ایفا می کنند. نوسان های توان سیستم فتوولتاییک به شرایط آب و هوایی و فصل و موقعیت جغرافیایی بستگی دارد و این مشکلاتی جدی چون تغییر فرکانس را در پی دارد [1].
حتی در گرم ترین نقاط روی زمین، میزان شار تشعشعی خورشید به ندرت از مقدار1000W/m2 تجاوز می کند که از نظر استفاده فنی، مقدار پائینی است. به علاوه جهت استفاده از آن به سطوح گردآوری بسیار بزرگی نیاز است. همچنین میزان استفاده از آن با توجه به ساعات مختلف روز فرق می کند البته فصول سال نیز در این تغییر موثر است. یکی از مهمترین پارامترهای سیستم که فرکانس می باشد را با توجه به حضور نیروگاه خورشیدی باید کنترل شود.
1-1-4 کنترل فرکانس شبکه:فرکانس یک سیستم به تعادل توان حقیقی بستگی دارد؛ در حقیقت زمانی که تغییر در بار یا در تولید رخ می دهد، این تغییر به صورت لحظه ای در گشتاور خروجی ژنراتور، اثر می گذارد که منجر به ایجاد عدم تطابق بین گشتاور مکانیکی و گشتاور الکتریکی می شود که به نوبه خود باعث تغییر سرعت می شود و نهایتا تغییر فرکانس سیستم را در پی دارد.
در واقع می توان گفت در عملکرد حالت ماندگار سیستم قدرت ، تقاضای افزایش یا کاهش بار نخست در شکل انرژی جنبشی ذخیره شده در مجموعه محرک ها در ژنراتورها تامین میشود، که نتیجتاً تغییرات سرعت در روتور ژنراتورها و تغییر فرکانس را ایجاد می نماید.
کنترل بار فرکانس که برای چندین سال به عنوان بخشی از کنترل کننده ها در طرح سیستمهای قدرت استفاده می شود و برای بهره برداری ایمن از سیستم قدرت ضروری است. [2]1-1-5 اهداف کنترل فرکانس شبکه قدرت:کنترل بار فرکانس یک مسئله بسیارمهم در بهره برداری سیستم های قدرت و کنترل برای تامین برق مورد نیاز و قابل اعتماد با کیفیت مطلوب است. کنترل ضریب اتوماتیک یک سیستم کنترل باز خورد، تنظیم قدرت خروجی ژنراتور است تا فرکانس را در مقدار تعین شدهای تثبیت کند. یکی از اهدافAGC که حفظ فرکانس سیستم در مقدار اسمی (50 هرتز) است.
که به منظور کنترل آن در لحظات اولیه پس از وقوع اختلال بار تولید کنترل اولیۀ فرکانس نیاز می باشد. هدف از کنترل اولیۀ فرکانس بازگرداندن فرکانس به محدوده مجاز و حفظ فرکانس در آن محدوده تا زمانی که کنترل ثانویه وارد عمل گردد، می باشد. وظیفۀ اصلی کنترل اولیۀ فرکانس بر عهده گاورنر واحدها می باشد و از آنجائیکه در پی وقوع یک اختلال تمام گاورنرهای شبکه عمل می نمایند، تنظیم مناسب این کنترل کننده ها از اهمیت ویژهای برخوردار است. بنابراین با تنظیم پارامترهای گاورنر میتوان سهم هر واحد در کنترل فرکانس و زمان وارد عمل شدن آن را تنظیم نمود.
اهمیت تنظیمات فوق زمانی مشخص می گردد که بدانیم این کنترل کننده ها در تمام شرایط بهره برداری و در پاسخ به تمام اختلالات بار تولید محتمل د

این نوشته در پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *