Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Reza Karshenas,Jafar Ghaisari
حمیدرضا کارشناس (استاد مشاور) جعفر قیصری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamed Khalilinia
حامد خلیلی نیا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Improvement of Sub-Synchronous Resonance Damping Using STATCOM
eries capacitors belong to the conventional series compensators in power systems. They are used for compensation of the inductive reactance of the transmission lines. Series capacitors improve the system stability margin; moreover, they control active power flow among parallel transmission lines. Series capacitors, however, may increase the risk of an adverse phenomenon called Sub-Synchronous Resonance (SSR). SSR is an electric power system circumstance in which the electric network exchanges energy with the generator. The frequency of this exchange is below the synchronous frequency. in this situation, the turbine-generator oscillates at a frequency corresponding to the torsional mode frequency. Sub-Synchronous Resonance (SSR) in a long transmission line leads to the failure of the turbine shaft if not damped properly. STATic COMpensator (STATCOM) is a multifunctional FACTS device which has different applications in power system. The main purpose of this thesis is to design a sub-synchronous resonance damping controller with local signal for a STATCOM in a different place of the transmission line. For a STATCOM in a transformer bus and near the generator, the controller is designed based on generator speed deviation damping signal and the performance of this controller is studied in different operation conditions. But in a situation that STATCOM is located far from the generator, it can’t use speed deviation damping signal for the controller .Therefore, another damping signal must be used for damping sub-synchronous resonance. In this thesis, it is demonstrated that reactive current signal of the transmission line has a good performance for damping sub-synchronous resonance and for the first time this signal is applied in damping sub-synchronous resonance. In this thesis, IEEE First Benchmark system is considered. Also for analysis of sub-synchronous resonance and for performance investigation of the proposed controllers, some modified IEEE First Benchmark systems with several parallel turbine-generators and also with several series compensated transmission line have been investigated and suitable sub-synchronous damping controller is proposed and designed for one STATCOM that is located in common bus. Besides SSR damping, the STATCOM which is implemented in the transformer bus, can improve voltage stability and dynamical events such as power oscillations and first swing stability. Thus a shunt compensation using STATCOM in the transformer bus is a suitable complementary for passive series compensated transmission lines. Eigenvalues analyses carried out to verify the excellent performance of the proposed controller in SSR damping in seri Key Words: Sub-Synchronous Resonance (SSR), STATCOM, Damping Control.
خازن سری در خطوط انتقال به منظور جبران راکتانس سلفی خط بکار می‌رود. خازن سری دارای مزایای زیادی از جمله: بهبود پایداری حالت دائمی، بهبود پایداری حالت گذرا، تقسیم بار بین خطوط موازی می‌باشد . با این وجود بکارگیری خازن سری در خط انتقال، با خطر ایجاد تشدید زیرسنکرون(SSR) مواجه است. تشدید زیرسنکرون به شرایطی گفته می‌شود که در آن سیستم الکتریکی با سیستم مکانیکی توربین- ژنراتور در یک یا چند فرکانس طبیعی زیرسنکرون در حال مبادله انرژی می‌باشد. تحت این شرایط، سیستم توربین- ژنراتور در فرکانس‌های مدهای پیچشی شروع به نوسان می‌کند. در صورتیکه میرایی به اندازه کافی در سیستم مکانیکی و الکتریکی وجود نداشته باشد، دامنه نوسانات پیچشی افزایش پیدا می‌کند و ممکن است منجر به آسیب رساندن به محور توربین- ژنراتور گردند. STATCOM یکی از ادوات FACTS موازی می‌باشد که قابلیت‌های زیادی در سیستم قدرت دارد. هدف اصلی این پایان‌نامه، طراحی کنترل‌کننده میرایی نوسانات زیرسنکرون با استفاده از سیگنال‌های محلی، برای STATCOM در مکان‌های مختلفی از خط انتقال، می‌باشد. برای STATCOM در باس ترانسفورمر و در نزدیکی ژنراتور، کنترل‌کننده با استفاده از سیگنال انحراف سرعت ژنراتور، طراحی شده و کارایی چنین کنترل‌کننده‌ای در نقاط کار مختلف شبکه تحلیل گردیده است. اما در شرایطی‌که STATCOM در نقطه‌ای دور از ژنراتور قرار گرفته، امکان دسترسی آن به سیگنال انحراف سرعت وجود ندارد، لذا باید از سیگنال دیگری برای میرایی نوسات زیرسنکرون استفاده کرد. در این پایان‌نامه نشان داده شده است که سیگنال جریان راکتیو خط انتقال برای طراحی کنترل‌کننده میرایی نوسانات زیرسنکرون کارایی خوبی دارد و برای اولین بار از این سیگنال جهت میرایی نوسانات زیرسنکرون بهره‌گرفته شده است. در این پایان‌نامه سیستم IEEE First Benchmark بعنوان سیستم قدرت مورد مطالعه، در نظر گرفته شده است. همچنین بمنظور تحلیل پدیده تشدید زیرسنکرون و بررسی کارایی کنترل‌کنندهای پیشنهادی حالت‌های اصلاح‌شده‌ای از سیستم IEEE First Benchmark شامل چند واحد توربین- ژنراتور موازی و همچنین چند خط جبران‌شده با خازن سری نیز تحلیل و بررسی شده‌اند و کنترل‌کننده میرایی نوسانات زیرسنکرون مناسب برای یک STATCOM که در باس مشترک واقع شده‌است، پیشنهاد و طراحی شده‌است. قرار گرفتن STATCOM در این مکان بیشتر با هدف میراکردن نوسانات زیرسنکرون می‌باشد.گرچه علاوه بر میراکردن نوسانات زیرسنکرون STATCOM در این مکان می‌تواند منجر به بهبود پایداری ولتاژ و جلوگیری از ایجاد حالت زیرتحریک در ژنراتورها و بهبود پایداری نوسان اول و میرایی نوسانات توان ‌شود. بنابراین جبران موازی اکتیو به‌کمک STATCOM یک مکمل مناسب برای جبران سری پسیو می‌باشد که به کمک یکدیگر منجر به بهبود پایداری حالت گذرا و حالت دائمی در سیستم می‌شوند. از دو روش آنالیز مقادیر ویژه و شبیه‌سازی‌های غیر خطی در نرم‌افزار PSCAD در این پایان‌نامه جهت تحلیل پدیده تشدید زیرسنکرون و اثبات کارایی کنترل‌کننده‌های پیشنهادی، بهره گرفته شده است. کلمات کلیدی : نوسانات زیرسنکرون، STATCOM ، کنترل کننده میرایی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی