تحلیل دینامیکی شبکه برق استان کردستان در حضور گسترده نیروگاههای بادی و ارائه تدابیر کنترلی بمنظور رفع مشکلات احتمالی

در دهه های اخیر تمایل فراوان جهت استفاده از انرژی های نو به دلیل محدود بودن منابع انرژی متداول نظیر سوخت های فسیلی و اورانیوم و اثرات نامطلوب آنها روی محیط زیست، ایجاد شده است. از مجموعه انرژی های نو، بکارگیری انرژی باد رشد سریع تری را داشته است. همزمان با افزایش استفاده از این نیروگاهها، بررسی تأثیرات آنها بر دینامیک و کنترل سیستم های قدرت و جستجوی راه حل های بهبود عملکرد آنها، اهمیت بیشتری یافته است. در این پایان نامه، با معرفی سیستم های مبدل انرژی باد، آمار استفاده از انرژی باد در کشورهای مختلف اشاره شده و ضمن تشریح مدل های دینامیکی و حلقه های کنترلی مرتبط با فناوری های مختلف توربین های بادی؛ پایداری و مشکلات دینامیکی سیستم قدرت با حضور مزارع بادی؛ بررسی شده است. همچنین شبکه انتقال برق استان کردستان به عنوان سیستم نمونه مورد مطالعه انتخاب شده و رهیافت تحلیلی جهت ارزیابی پتانسیل نصب مزارع بادی و انجام بررسی های مقدماتی اقتصادی ارائه شده است. در ادامه، تأثیر توان بالای ناشی از مزارع بادی بر دینامیک و عملکرد سیستم قدرت بر حسب فن آوری های مختلف توربین های بادی، شامل سرعت ثابت، سرعت متغیر و مجهز به ژنراتور القایی از دو سو تغذیه شونده بررسی شده است. پایداری سیستم قدرت با اتصال مزارع بادی مورد تحلیل قرار گرفته و نیاز به بهبود کنترل های متداول و استاندارد های عملکرد مورد تاکید قرار گرفته است. سرانجام طرح کنترلی جدیدی برای بهبود پایداری سیستم با استفاده از جبران ساز استاتیکی و وسایل ذخیره کننده انرژی پیشنهاد شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که استان کردستان، پتانسیل نصب نیروگاههای بادی را داراست و جبران ساز دینامیکی در بهبود پایداری گذرای شبکه انتقال برق استان متصل به نیروگاههای بادی و دفع نوسانات ولتاژ ناشی از نوسانات توان تزریقی این نیروگاهها به شبکه بسیار موثر است. نتایج شبیه سازی همچنین، اعتبار طرح کنترلی پیشنهادی برای ترکیب جبران ساز استاتیکی و باتری به منظور دفع نوسانات ولتاژ و فرکانس را نشان می دهد.