جبران سازي ديناميكي نامتعادلي ولتاژ و جريان شبكه راه آهن برقي با استفاده از بهبوددهنده كيفيت توان نيم پل(HBRPQC)

Dynamic Compensation Of the Negative Sequence Current and Voltage Of Electrified Railway System Using Half-Bridge Railway Power Quality Compensator

چكيده – با رشد و توسعه شبكه‌هاي راه‌آهن برقي مشكلات كيفيت توان ناشي از اين سيستم‌ها اهميت ويژه‌اي پيدا كرده است. از جمله اين مشكلات كيفيت توان مي‌توان به هارمونيك‌ها، مصرف زياد توان راكتيو، مؤلفه توالي منفي جريان و ولتاژ، ضريب قدرت پايين و ... اشاره نمود. در سال‌هاي اخير استفاده از بهبود دهنده هاي كيفيت توان راه‌آهن برقي به‌منظور تخفيف اين مشكلات كيفيت توان پيشنهاد شده است. جبرانساز كيفيت توان راه‌آهن برقي مبتني بر دو مبدل نيم پل (HBRPQC) به منظور بهبود عملكرد جبرانسازهاي راه‌آهن برقي مورد استفاده قرار گرفته است.‌ اما اشكال اصلي اين جبرانساز ظرفيت نامي بسيار بالاي آن است كه عملا هزينه ساخت بسيار بالا را بر آن تحميل مي‌كند. در اين مقاله در ادامه كارهاي انجام گرفته، يك سيستم كنترلي براي مبدل HBRPQC، پيشنهاد شده است كه با استفاده از آن مي‌توان درصد نامتعادلي ولتاژ و جريان را در حد استاندارد حفظ نمود و در نتيجه ظرفيت مبدل را به ميزان قابل توجهي كاهش داد. پياده سازي اين روش پيشنهادي نياز به تغييري در ساختار سيستم كنترلي ندارد و همچنين مي‌توان با بكارگيري اين روش ميزان قطارهايي كه در سيستم تغذيه راه‌آهن برقي قرار دارند را افزايش داد، بدون آنكه در شاخص‌هاي كيفيت توان كاهش قابل ملاحظه‌اي رخ دهد. در نهايت صحت محاسبات با شبيه سازي توسط نرم افزار Matlab/ Simulink بررسي مي‌گردد. كليد واژه- كيفيت توان- راه‌آهن برقي- بهبوددهنده استاتيكي توان راه‌آهن برقي مبتني بر مبدل نيم پل HBRPQC – نوسانات ولتاژ- توالي منفي جريان- جبران سازي ديناميكي

By rapid developments of electrified railway systems, the power quality problems have become especially important. The power quality problems associated with electrified railway systems are: harmonics, negative sequence current/voltage, low power factor, etc. In recent years, the railway power quality conditioners have been proposed to moderate these power quality phenomena. The half-bridge railway power quality compensator (HBRPQC); as one of these compensators; has been used to improve the performance of electrical railway systems. But the main issue incorporated with this compensator is its high kVA rating, which imposes a very high construction cost. In this paper, a novel control system is proposed for the HBRPQC, which can be used to maintain an unbalanced voltage at its standard level, while significantly reducing the converter kVA capacity. The proposed approach does not need any modification in the power stage of the compensator; furthermore, this method can also increase the number of trains in service without any significant reduction in power quality indices. The performance of the proposed method is examined through some simulation cases in Matlab/Simulink; and the simulation results show the superiority of the proposed approach