پایان نامه ها

سيستم، مي، نيروگاه، خورشيدي، هاي، برق

……………………………………………………………………………………….50
شكل4-2 مدل شبيه سازي كامل شبكه………………………………………………………………………………………50
شكل 4-3 مدل مداري سلول خورشيدي…………………………………………………………………………………..51 شكل 4-4 شبيه سازي نيروگاه خورشيدي با مدار بوست و كنترلر مبدل dc/ac با اينورتر و سلف
خطوط در متلب……………………………………………………………………………………………………………………..53
شكل 4-5 شبيه سازي سلول خورشيدي و ماژول خورشيدي در متلب…………………………………………..53
شكل 4-6 مشخصات ولتاژ- جريان(a) و ولتاژ- توان(b) يك ماژول خورشيدي………………………….54
شكل 4-7 ماژول PV به طور مستقیم به یک بار مقاومتی(متغيير) متصل است……………………………….55
شكل 4-8 منحنی IV BP SX 150S ماژول PV و بارهای مختلف مقاومتی شبیه سازی با مدل
متلب………………………………………………………………………………………………………………………………….. 55
شكل 4-9 مبدل بوست…………………………………………………………………………………………………………. 56
شكل 4-10 جريان سلف در دو زمان قطع و وصل سوييچ……………………………………………………………57
شكل 4-11 مدار مبدل بوست و سلف و ورودي سوييچينگ MPPT شبيه سازي شده در متلب……..57
شكل 4-12 مدار داخلي مبدل بوست………………………………………………………………………………………..58 شكل 4-13 ورودي و خروجي ولتاژ مبدل بوست با مقدار 50% دستور MPPT………………………….. 58
شكل 4-14 فلوچارت روش…………………………………………………………………………………………………. 59
شكل 4-15 دسته بندي مكان هاي نمودار توان – ولتاژ براي رديابي نقطه MPP………………………….. 59
شكل 4-16 مشخصه توان ولتاژ MPPT………………………………………………………………………………… 61
شكل 4-17 اجزاء ورودي و خروجي براي Mfile نوشته شده در MPPT ………………………………….62
شكل 4-18 نحوه بدست آوردن مقدار جريان مرجع در نقاط توان ماكزيمم در تابش هاي مختلف….. 63
شكل 4-19 مدل شبيه سازي اجزاء كامل اينورتر با وجود سلف و ترانس براي اتصال به شبكه……….. 61
شكل 4-20 مدار داخلي سيستم كنترلي اينورتر dc/ac ……………………………………………………………..61
شكل 4-21 مدل داخلي تبديل سه بردار abc به مختصات dq…………………………………………………… 65
شكل 4-22 مدل داخلي سيستم نيروگاه گازي با مدل كنترلي………………………………………………………..65
شكل 4-23 مدل ساده از سيستم كنترلي همراه با گاورنر……………………………………………………………. 67
شكل4-24: بلوك دیاگرام گاورنر، ژنراتور، بار و توربین و كنترلر…………………………………………………..68
شكل 4-25 مقايسه نتايج PI-FUZZY در مدل بلوكي……………………………………………………………….69
شكل 4-26 نتايج فركانس از شبكه…………………………………………………………………………………………….70
شكل4-27 توان الكتريكي خط از نيروگاه گاز…………………………………………………………………………… 71
شكل 4-28 فركانس سيستم در حالت تامين بارفقط از نيروگاه گازي در شبكه سيمولينك كامل……….71
شكل 4-29 توان انتقالي نيروگاه ذخيره، باتري در حالت ورود بار در شبكه سيمولينك كامل……………..72
شكل 4-30 فركانس سيستم در حالت ورود بار در شبكه سيمولينك كامل با وجود باتري………………73
شكل4-31 مقايسه نتايج فركانس سيستم در دو حالت وجود و عدم نيروگاه ذخيره …………………………73
شكل4-32 مقدار توان نيروگاه خورشيدي…………………………………………………………………………………..74
شكل 4-33 فركانس سيستم در شبكه كامل با حضور نيروگاه خورشيدي و عدم سيستم ذخيره انرژي
باتري…………………………………………………………………………………………………………………………………..75
شكل 4-34 فركانس سيستم در شبكه كامل با حضور نيروگاه خورشيدي و سيستم ذخيره انرژي باتري……………………………………………………………………………………………………………………………………..76
شكل 4-35 مقايسه فركانس شبكه در دو حالت با وجود نيروگاه خورشيدي با تابش متغيير در صورت
وجود و عدم نيروگاه ذخيره انرژي……………………………………………………………………………………………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 نتايج شبيه سازي در متلب با توجه به شكل4-25………………………………………69
جدول(4-2) مشاهدات نتايج شبيه سازي كامل شبكه در متلب با توجه به شكل4-26………………………72
فصل اول مقدمه و كليات تحقيق
1-1 مقدمه1-1-1 مشخصات نيروگاه خورشيدي:خورشيد يك منبع بزرگ و تقريباً لايزال انرژي محسوب مي شود. انرژي كه از خورشيد به زمين مي رسد حدود 11^10*8/1 مگاوات است كه چند هزار برابر انرژي مصرفي سوخت هاي تجاري است. يكي از مهمترين سيستم هاي تبديل انرژي خورشيدي، سيستم فتوولتائيك مي باشد كه در آن انرژي خورشيدي به وسيله سلول خورشيدي به برق تبديل مي شود. با توجه به كاهش هزينه ساخت سلول ها در طول زمان، در ساليان اخير استفاده از سيستم فتوولتائيك جهت توليد برق به عنوان يكي از منابع توليد پراكنده مورد توجه كشورها و شركت هاي مختلف قرار گرفته است. از آنجا كه بازده سلول ها پايين بوده و هزينه اوليه آن ها تا حدودي زياد مي باشد، بايد به نحوي از آن ها بهره برداري نمود كه هميشه در نقطه توان ماكزيمم خود كار كنند تا بدين وسيله بازده سيستم حداكثر شده و از سيستم استفاده بهتري 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.
روي صفحه اي كه تشعشعات خورشيدي كل آن (W/m2916) مي باشد. يك رديف سلول خورشيدي سيليكون با كارايي 15 درصد و سطح مؤثر يك مترمربع مي تواند 137 وات (W916*15/0) توان الكتريكي توليد نمايد.
با اين نسبت جهت توان 20 مگاواتي برق (توان خروجي يك تأسيسات توليد برق حرارتي متوسط) در تشعشع كامل و عمود خورشيد سطح مورد نياز پانلهاي خورشيدي تقريباً 360 جريب و بيش از نيم مايل مربع مي باشد مولدهاي فتوولتائيك به دليل ويژگيهايي همچون نداشتن آلودگي هاي زيست محيطي و آلودگي صوتي، تعمير و نگهداري كم، به يكي از پراهميت ترين منابع تجديدپذير تبديل شده اند .اما تنها دليلي كه مانع از گسترش استفاده از چنين تكنولوژي شده است، هزينة زياد توليد و بازدهي تبديل انرژي پايين آنها است.
1-1-2 مزاياي استفاده از نيروگاه خورشيدي:1-1-2-1 مطالعات در ايران:خورشيد عامل و منشا انرژي هاي گوناگوني است كه در طبيعت موجود است. ايران با وجود اينكه يكي از كشورهاي نفت خيز جهان به شمار مي رود و داراي منابع عظيم گاز طبيعي نيز ميباشد، خوشبختانه به علت شدت تابش خوب خورشيد در اكثر مناطق كشور، اجراي طرح هاي خورشيدي الزامي و امكان استفاده از انرژي خورشيدي در شهرها و شصت هزار روستاي پراكنده در سطح مملكت ، مي تواند صرفه جويي مهمي در مصرف نفت و گاز را به همراه داشته.
1-1-2-2 توليد برق بدون نياز به انرژي هاي ديگر:
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. براي اتصال به شبكه هاي سراسري قابليت اطمينان سيستم را افزايش مي 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 مشكلات نيروگاه خورشيدي متصل به شبكه:امروزه تقاضا براي انرژي هاي تجديد پذير رو به افزايش است و در ميان آن سيستم هاي فتوولتاييك نقش اساسي ايفا مي كنند. نوسان هاي توان سيستم فتوولتاييك به شرايط آب و هوايي و فصل و موقعيت جغرافيايي بستگي دارد و اين مشكلاتي جدي چون تغيير فركانس را در پي دارد [1].
حتي در گرم ترين نقاط روي زمين، ميزان شار تشعشعي خورشيد به ندرت از مقدار1000W/m2 تجاوز مي كند كه از نظر استفاده فني، مقدار پائيني است. به علاوه جهت استفاده از آن به سطوح گردآوري بسيار بزرگي نياز است. همچنين ميزان استفاده از آن با توجه به ساعات مختلف روز فرق مي كند البته فصول سال نيز در اين تغيير موثر است. يكي از مهمترين پارامترهاي سيستم كه فركانس مي باشد را با توجه به حضور نيروگاه خورشيدي بايد كنترل شود.
1-1-4 كنترل فركانس شبكه:فرکانس یک سیستم به تعادل توان حقیقی بستگی دارد؛ در حقیقت زمانی که تغییر در بار يا در توليد رخ می دهد، این تغییر به صورت لحظه اي 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 تغيير فركانس سيستم را در پي دارد.
در واقع مي 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 تامين ميشود، که نتیجتاً تغییرات سرعت در روتور ژنراتورها و تغيير فرکانس را ايجاد مي نمايد.
کنترل بار فرکانس که برای چندین سال به عنوان بخشی از کنترل كننده ها در طرح سیستمهای قدرت استفاده می شود و براي بهره برداری ایمن از سیستم قدرت ضروری است. [2]1-1-5 اهداف كنترل فركانس شبكه قدرت:کنترل بار فرکانس یک مسئله بسیارمهم در بهره برداری سیستم های قدرت و کنترل براي 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 شدهاي تثبيت كند. 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 محدودة مجاز و حفظ فرکانس در آن محدوده تا زمانی که کنترل ثانویه وارد عمل گردد، می باشد. وظیفۀ اصلی کنترل اولیۀ فرکانس بر عهدة گاورنر واحدها می باشد و از آنجائیکه در پی وقوع یک اختلال تمام گاورنرهاي شبکه عمل می نمایند، تنظیم مناسب این کنترل کننده ها از اهمیت ویژهاي برخوردار است. بنابراین با تنظیم پارامترهاي 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 برداري و در پاسخ به تمام اختلالات بار تولید محتمل د

متن کامل پایان نامه ها در 40y.ir

دیدگاهتان را بنویسید

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