روش تنظیم ولتاژ برای جبران کاهش ولتاژ و کاهش نامیزانی در سیستم توزیع DC ولتاژ پایین دو قطبی
چکیده
به دلیل توسعه مبدل های توان الکتریکی با کارایی بالا تعداد مطالعات روی ساخت سیستم های DC ولتاژ پایین (LVDC) به تدریج در حال افزایش است. برای استفاده از سیستم های توزیع LVDC روش های تنظیم ولتاژ برای جبران افت ولتاژ و به منظور محدود کردن نامیزانی ولتاژ ضروری هستند. در یک سیستم توزیع LVDC دو قطبی ممکن است به دلیل جریان بار و تغییر مقدار توان اعمال شده به قطب ها یک افت ولتاژ یا نامیزانی ولتاژ اتفاق بیفتد. با این وجود تحقیقات کافی بر روی روش های تنظیم ولتاژ برای سیستم های توزیع LVDC صورت نگرفته است. این مقاله به منظور کاهش افت فشار و نامیزانی ولتاژ یک روش تظیم ولتاژ مبتنی بر روش جبران افت ولتاژ فازی (NLDC) را ارائه می کند، که برای محاسبه ولتاژ مرجع طرف فرستنده یک LDC اصلاح شده را به کار می گیرد. در روش NLDC به منظور جبران نوسان پتانسیل خط توازن و افت فشار روی قطب امپدانس جریان بی اثر و خط توازن در نظر گرفته می شوند. با بررسی ضریب عدم توازن ولتاژ، ولتاژ طرف فرستنده بعدی تعیین و تعدیل می شود تا در محدود ضریب نامیزانی ولتاژ مجاز باقی نگه داشته شود. با استفاده از برنامه ElectroMagnetic Transients یک الگوریتم تنظیم ولتاژ و یک مدل سیستم LVDC دو قطبی پیاده سازی می شود.
1- مقدمه
به منظور کاهش اتلاف انرژی در سراسر جهان مطالعات متعددی روی بهبود بازدهی توان انجام گرفته است. در این مقاله سیستم توزیع DC ولتاژ پایین (LVDC)، به دلیل مزایای بسیار آن، به عنوان راه حلی برای مسئله بازدهی توان بررسی می شود. با یک سیستم توزیع جریان مستقیم می توان از تبدیل توان در وسیله اجتناب کرد و اتلاف توان را کاهش داد. همچنین سیستم LVDC با کاهش تعداد تبدیلات، تبدیل DC/DC/AC به DC/DC، برای اتصال سیستم های انرژی تجدید پذیر مختلفی مانند فتوولتایی و سلول های سوختی تولید کننده توان DC بسیار مناسب است. همچنین در یک سیستم LVDC با کاهش تعداد تبدیلات، تبدیل AC/DC/AC به AC/DC، می توان بازدهی ریزتوربین های و توربین های بادی با سرعت متغیری را که توان AC تولید می کنند بهبود بخشید (6-1).
6- نتایج
این مقاله فناوری نوینی را برای جبران افت ولتاژ و نامیزانی ولتاژ در یک سیستم توزیع LVDC دو قطبی ارائه می کند. روش NLDC، که جریان خط بی اثر و امپدانس معادل خط بی اثر را در نظر می گیرد، افت ولتاژ خط قطب را جبران می کند و نوسان پتانسیل بی اثر را کاهش می دهد. به منظور تأیید روش پیشنهادی یک سیستم توزیع LVDC دو قطبی مدل سازی شده است و با استفاده از EMTP یک متعادل کننده ارتقا پیاده سازی شده است. همچنین برای تعیین پارامترهای NLDC مانند SERV و خط جریان با استفاده از MATLAB مربع میانگین مربعات جبری استفاده شده است. نتایج شبیه سازی تأیید می کنند که روش پیشنهادی برای جبران افت ولتاژ و در کاهش نامیزانی ولتاژ در سیستم توزیع LVDC کارامد است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که کوچکترین PI توسط روش NLDC و نه توسط روش معمول به دست می آید. این بدین دلیل است که نوسان پتانسیل بی اثر به میزان زیادی به جریان بی اثر ایجاد شده توسط شرایط نامیزانی بار بستگی دارد. علاوه بر این تدیید می شود که روش NLDC در کاهش نامیزانی ولتاژ سومند است. در نتیجه روش پیشنهادی با ارائه عملکردی بالاتر نسبت به روش های موجود در بهبود تنظیم ولتاژ و کاهش کارآمد نامیزانی ولتاژ در سیستم های توزیع LVDC مشارکت می کند.
Abstract
Owing to the development of highly efficient electric power converters, the number of studies on the construction of low-voltage DC (LVDC) systems is gradually increasing. To use LVDC distribution systems, voltage regulation methods to compensate for the voltage drop and to limit the voltage unbalance are essential. In a bipolar LVDC distribution system, a voltage drop and voltage unbalance could occur because of the load current and the variation in the amount of power supplied to the poles. However, not enough research has been conducted on voltage regulation methods for LVDC distribution systems. To reduce the voltage drop and the voltage unbalance, this paper proposes a voltage regulation method based on the neutral to line drop compensation (NLDC) method, which employs a modified LDC to calculate the sending-end reference voltage. In the NLDC method, the neutral current and neutral line impedance are taken into consideration to compensate for the neutral line potential fluctuation and voltage drop on the pole. The next sending-end voltage is determined by checking the voltage unbalance factor, and it is adjusted to maintain it within the allowable voltage unbalance factor. A voltage regulation algorithm and a bipolar LVDC system model are implemented using ElectroMagnetic Transients Program.
I. INTRODUCTION
TO reduce the energy losses, various studies on improving the power efficiency have been performed worldwide. In this paper, the low-voltage DC (LVDC) distribution system is investigated as a solution to the power efficiency problem, because of its many advantages. With a dc distribution system, power conversion within the appliance can be avoided and losses reduced. Moreover, the LVDC system is well suited for connection of various renewable energy systems such as photovoltaic and fuel cells producing DC power by reducing the number of conversions: DC/DC/AC to DC/DC conversion. In addition, the efficiency of the microturbine and variable speed wind turbine that produce the AC power can be improved in an LVDC system by reducing the number of conversions: AC/DC/AC to AC/DC conversion [1]–[6].
VI. CONCLUSION
This paper proposes a novel technology to compensate for the voltage drop and voltage unbalance in a bipolar LVDC distribution system. The NLDC method, which takes the neutral line current and neutral line equivalent impedance into consideration, compensates for the pole line voltage drop and reduces the neutral potential fluctuation. In order to verify the proposed method, a bipolar LVDC distribution system is modeled, and a boost balancer is implemented by using EMTP. In addition, the algebraic least mean square is used to determine NLDC parameters such as the SERV and the line current by using MATLAB. The simulation results confirm that the proposed method is effective in compensating for the voltage drop and in mitigating the voltage unbalance in bipolarLVDC distribution systems. The simulation results show that the smallest PI is obtained by the NLDC method, and not by the conventional methods. This is because the neutral potential fluctuation largely depends on the neutral current generated by the load unbalance condition. Moreover, it is verified that the NLDC method is useful in mitigating the voltage unbalance. In conclusion, the proposed method contributes to the improvement of voltage regulation and the effective mitigation of the voltage unbalance in bipolar LVDC distribution systems by providing better performance than the existing methods.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1- مقدمه
2- افت و نامیزانی ولتاژ در سیستم توزیع VLDC دو قطبی
الف. ولتاژ بار در سیستم توزیع LVDC دو قطبی
ب. محدوده ولتاژ مجاز
پ. تعریف نامیزانی ولتاژ
3- تنظیم ولتاژ با ساتفاده از جبران افت خط
4- روش کنترل ولتاژ پیشنهادی
الف. تأثیر نوسان پتانسیل خط بی اثر روی ولتاژ بار
ب. محاسبه پارامتر NLDC
پ. روش حداقل میانگین مربعات جبری با استفاده از SVD
ت. کنترل VUF
5- شبیه سازی و نتایج
الف. مدل سازی سیستم توزیع LVDC
ب. نتایج شبیه سازی
6- نتایج
Abstract
I. INTRODUCTION
II. VOLTAGE DROP AND UNBALANCE IN BIPOLAR LVDC DISTRIBUTION SYSTEM
A. Load Voltage in Bipolar LVDC Distribution System
B. Allowable Voltage Range
C. Definition of Voltage Unbalance
III. VOLTAGE REGULATION USING LINE DROP COMPENSATION IV. THE PROPOSED VOLTAGE CONTROL METHOD
A. Impact of Neutral Line Potential Fluctuation on Load Voltage
B. Calculation of NLDC Parameter
C. Algebraic Least Mean Square Method by Using SVD
D. VUF Control
V. SIMULATION AND RESULTS
A. Modeling of the LVDC Distribution System
B. Simulation Results
VI. CONCLUSION
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه