مدل‌سازي و شبيه‌سازي ساختار جديد جبران‌ساز كيفيت توان در سيستم راه‌آهن برقي و بهبود روش كنترلي

دكترا

سيستم راه‌آهن برقي به واسطه وجود تجهيزات الكترونيك قدرت و ماهيت تكفاز آن مشكلات كيفيت توان متعددي را به سيستم قدرت متصل به آن تحميل مي‌نمايد. نامتعادلي جريان و ولتاژ، هارمونيك‌ها، ضريب قدرت پايين و رزونانس از عمده مشكلات كيفيت توان ايجاد شده بواسطه سيستم تغذيه راه‌آهن برقي هستند. در تحقيقات پيشين راهكارهاي متعددي به منظور بهبود اين شاخصهاي كيفيت توان ارائه شده است. در اين پايان‌نامه ابتدا مروري بر مطالعات و تحقيقات پيشين انجام شده و خلاءهاي تحقيقاتي موجود مشخص شده‌اند. در گام نخست، مدلسازي بار و شبكه تغذيه‌ي سيستم راه‌آهن برقي انجام شده؛ شاخص‌هاي كيفيت توان در نقطه اتصال به شبكه مورد ارزيابي قرار گرفته و بر لزوم جبران‌سازي اين شاخص‌ها تأكيد شده است. سپس يك روش كلي براي مدلسازي جبران‌سازهاي سيستم راه‌آهن برقي ارائه شده است. اين روش بر اساس مدل فضاي حالت ميانگين بوده و يك سيستم معادلات غير خطي را بدست مي‌دهد. پس از خطي‌سازي معادلات بدست آمده، طراحي سيستم كنترل به همراه مطالعات پايداري سيگنال كوچك ارائه شده است. در بخش بعد، يك روش جبران‌سازي انعطاف پذير كسري و سيستم كنترل آن به‌منظور كاهش ظرفيت جبران‌ساز كيفيت توان ارائه شده است. روش پيشنهادي نه‌تنها ظرفيت جبران‌ساز را كاهش مي‌دهد، بلكه شاخص‌هاي كيفيت توان را در سطح استاندارد حفظ مي‌كند. از مزاياي ديگر اين روش استفاده از ظرفيت موجود جبران‌ساز براي بهبود شاخص‌هاي كيفيت توان تا حد جبران‌سازي كامل است. همچنين در روش پيشنهادي سطح ولتاژ لينك DC نسبت به ساختارهاي مرسوم كاهش پيدا كرده است. در بخش نهايي بكارگيري يك ترانسفورماتور متعادل كننده نامتقارن در ساختار جبران‌ساز كيفيت توان طراحي شده پيشنهاد شده است. براي كنترل اين ساختار تركيبي از سيستم كنترل جريان پيش‌بين و كنترل تطبيقي ولتاژ استفاده شده است. به منظور اعتبارسنجي مطالعات و شبيه‌سازي‌ها يك جبران‌ساز كيفيت توان سسيستم راه‌آهن برقي در مقياس آزمايشگاهي با توان kVA 1 طراحي و ساخته شده است. تجزيه و تحليل نتايج آزمايشگاهي در شرايط مختلف كاري مبين قابليت و توانايي ساختار و روش‌هاي كنترلي پيشنهادي مي‌باشد.

192543

دانشگاه علم و صنعت ايران

قدرت

دكتر عليرضا جليليان - دكتر صادق جمالي