بررسي پايداري گذراي توربين بادي سرعت متغير مجهز به محدودكننده جريان خطا از نوع پل ديودي

Investigating the transient stability of a variable speed wind turbine equipped with Bridge-type Fault Current Limiter

با رشد استفاده از منابع بادي، توربين هاي بادي سرعت متغير مجهز به ژنراتور القايي دو سو تغذيه(DFIG) بدليل خصوصيات برتري نظير راندمان بيشتر،كنترل مستقل توان اكتيو و راكتيو، امكان بكارگيري مبدلهاي ac/dc/ac با فركانس متغير و تلفات سوئيچينگ كمتر، در حال تبديل شدن به انتخاب اول مي باشند. از طرفي ورود مزارع بادي به شبكه كه داراي ژنراتورهاي القايي دوسو تغذيه هستند چالش هايي را نيز به همراه دارد. يكي از مهمترين چالش ها، رفتار ديناميكي ژنراتور القايي متصل به شبكه و پايداري گذراي آن است. يك ژنراتور بادي از نوع تغذيه دوبل سريعا تحت تاثير خطاهاي بخش شبكه قرار مي گيرد، زيرا سيم پيچ هاي استاتور آن مستقيما به شبكه وصل است و افت ولتاژهاي شديد ناشي از خطاهاي اتصال كوتاه باعث القاي ولتاژهاي ضدمحركه ي بزرگ در رتور مي شود كه اين امر منجر به عبور جريان هاي گذراي شديد از رتور و در نتيجه آسيب ديدن ژنراتور و تجهيزات متعلق به آن مي شود. از روش هاي حفاظتي در مقابل جريان خطا استفاده از مقاومت كروبار مي باشد كه در مدار روتور DFIG قرار مي گيرد. از مشكلات اساسي كروبار مدت زماني است كه طول مي كشد تا جريان كروبار به صفر برسد زيرا تعيين كننده اين مي باشد كه مبدل سمت روتور در چه زماني كنترل توان را بدست خواهد آورد. و اين زمان متاثر از ميزان مقاومت كروبار نيز مي باشد از مشكلات ديگر اين است كه زماني كه كروبار وارد مدار مي گردد، DFIG كنترل توان اكتيو و راكتيو خود را از دست مي دهد. در اين تحقيق ازمحدودكننده جريان خطاي نوع پل ديوديBFCL به عنوان وسيله حفاظتي در شرايط خطا در مقايسه با كروبار استفاده شده است و نتايج شبيه سازي كه در محيط PSCAD/EMTDC انجام شده است نشان مي دهد كهBFCL در بهبود پايداري و كنترل جريان خطا، وسيله موثر و كارآمدتري نسبت به كروبار مي باشد. سيستم نمونه تحت بدترين نوع خطا كه سه فاز به زمين است در سه حالت بدون حفاظت و با حفاظت كروبار و حفاظت BFCL شبيه سازي شده و نتايج حاصل از آن نشان داده شده است.

Variable speed wind turbines equipped with double-fed induction generator (DFIG) due to superior characteristics such as higher efficiency, Independent active and reactive power control, The possibility of using ac / dc / ac converters with variable frequency and lower switching losses is becoming the first choice. On the other hand, the entry of wind farms into the network that have dual-induction generators also has challenges. One of the most important challenges is the dynamic behavior of the inductive generator connected to the network and its transient stability. A dubly-fed generator is quickly affected by grid fault. Because the stator windings are directly connected to the grid, and the drops in the high voltage due to short circuit faults cause the induction of large voltages in the rotor. This results in the transmission of intense transient currents from the rotor resulting in damage to the generator and its equipment. Protective against fault current is the use of the crowbar resistance that is placed in the DFIG rotor circuit. From the basic problems of Crowbar, it is time for the crowbar current to reach zero, since it determines how long the rotor-side converter will gain control over its power. And this time is affected by the strength of the Crowbor resistance. Another problem is that when Crowbar enters the circuit , DFIG loses its active and reactive power control. In this study, the BFCL diode bridge type fault current limiter was used as a protection device in fault conditions in comparison with Crowbar. And the simulation results performed in the PSCAD / EMTDC environment, The BFCL is an effective and efficient tool for improving the stability and current control of the fault. The test system is simulated under the worst type of fault, which is three phases to the ground, in three modes without protection and with the protection of the crowbar and BFCL protection and the results are shown.