Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Moallem
مهدی معلم (استاد راهنما)
 
STUDENT
Afshin Ebtia
افشین ابتیاع

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Stability Analysis of Industrial Power Networks Including Synchronous Generators Connected to Grid under Emergency Operating Conditions
One of the most important issues in large industrial networks is continuity in sensitive loads feeding and lack of interruption in production line in order to prevent catastrophic damages. Because of this, these networks must be fed so that they have high reliability. These networks generally have interior power plant units which operates in parallel with utility grid in normal condition and feed sensitive loads when a disturbance occurred in feeding from utility grid. With consideration of this structure and relation of electrical grids with each other, doing dynamical studies in order to investigate behavior of these networks in emergency conditions is necessary. In this thesis, investigated network is Mobarakeh Steel Complex’s (MSC) power network which has an interior power plant unit with four synchronous generators and also fed via two lines from utility grid. So, for stability studies of this network, possible events are considered and dynamical behavior of synchronous generators is investigated in different conditions by simulations that have been done in DIgSILENT software. Then, in each scenario maximum critical clearing time for maintaining generators’ stability has been calculated. It should be noted that scenarios which are contributed to islanding of MSC regions, in addition to determining critical clearing time, load shedding program is considered in software and MSC power network stability in islanding condition has been investigated according that. Also, effect of some grid parameters and load modeling type on generators stability and fault clearance critical time have been investigated. Finally, solutions for improving stability of MSC power network are presented. Keywords: stability, possible events, critical clearing time, synchronous generator, industrial power network, dynamical studies
یکی از موارد مهم در شبکه‌های بزرگ صنعتی، تداوم تغذیه بارهای حساس و عدم توقف خط تولید جهت جلوگیری از خسارات سنگین می‌باشد. به این دلیل عموماً تغذیه این شبکه‌ها باید به‌گونه‌ای انجام شود که از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار باشند. از این‌رو این شبکه‌ها عموماً دارای واحد نیروگاه داخلی نیز می‌باشند که در شرایط عملکرد عادی به‌صورت موازی با شبکه برق سراسری قرار دارد و در صورت اختلال در تغذیه از شبکه برق سراسری، توان مورد نیاز بارهای حساس را تامین می‌نماید. با توجه به این ساختار و ارتباط شبکه‌های الکتریکی با یکدیگر، انجام مطالعات پایداری دینامیکی جهت بررسی رفتار این شبکه‌ها در شرایط اضطراری ضروری می‌باشد که لازمه انجام چنین مطالعاتی جمع‌آوری اطلاعات دقیق تجهیزات جهت مدل‌سازی شبکه می‌باشد. شبکه مورد مطالعه در این پایان‌نامه، شبکه برق مجتمع فولاد مبارکه می‌باشد که دارای 4 ژنراتور سنکرون واحد نیروگاه داخلی بوده و همچنین از طریق 2 خط از شبکه سراسری تغذیه می‌گردد. بنابراین جهت مطالعات پایداری این شبکه رخدادهای محتمل مد نظر قرار گرفته و براساس شبیه‌سازی انجام شده در نرم افزار DIgSILENT در سناریوهای مختلف، رفتار دینامیکی ژنراتورهای سنکرون بررسی می‌شود. لازم به‌ذکر است جهت مدل‌سازی بارها، در تمامی نواحی مجتمع فولاد مبارکه اندازه‌گیری توان مصرفی آن‌ها توسط دستگاه‌های آنالایزر کیفیت توان با کلاس دقت A‌ انجام شده است. همچنین شبیه‌سازی سیستم‌های کنترلی ژنراتورها نظیر سیستم تحریک و گاورنر نیز با توجه به اطلاعات استخراج شده در محیط DSL نرم‌افزار DIgSILENT صورت گرفته است. سپس در هر سناریو حداکثر زمان رفع خطا جهت حفظ پایداری ژنراتورها محاسبه گردیده است. لازم به‌ذکر است در سناریوهایی که منجر به جزیره‌ای شدن تغذیه نواحی مجتمع فولاد مبارکه شده است، علاوه بر تعیین زمان بحرانی رفع خطا، برنامه ریزش بار نیز در نرم‌افزار در نظر گرفته شده است و مطابق آن پایداری شبکه برق مجتمع فولاد مبارکه در شرایط جزیره‌ای بررسی گردیده است. همچنین در سناریوهایی که منجر به اضافه‌بار ترانسفورمرهای قدرت که باس‌بار نواحی مجتمع فولاد مبارکه را از طریق شبکه برق سراسری تغذیه می‌نمایند شده است، برنامه ریزش بار دیگری در نرم‌افزار پیاده‌سازی گردیده است تا مطابق آن ترانسفورمر از حالت اضافه‌بار خارج گردد. همچنین تاثیر برخی از پارامترهای شبکه و نوع مدل‌سازی بار در پایداری ژنراتورها و زمان بحرانی رفع خطا نیز بررسی شده است. کلمات کلیدی: پایداری- رخدادهای محتمل- زمان بحرانی رفع خطا- ژنراتور سنکرون- شبکه برق صنعتی- مطالعات دینامیکی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی