مدلسازی و شبیه سازی نیروگاه تلمبه ذخیره ای سرعت متغیر مجهز به dfig برای مطالعه پایداری زاویه ای و ولتاژ

با توجه به افزایش روز افزون مصرف انرژی الکتریکی، یکی از مسائل مهم پیش روی سیستم قدرت اصلاح منحنی بار در طول شبانه روز و پیک زدایی از آن در طول ساعات پر مصرف می باشد. یکی از روشهای اصلاح منحنی بار، ذخیره سازی انرژی در ساعات کم باری و بازگرداندن آن در ساعات پرباری است. نیروگاه های تلمبه ذخیره ای به عنوان یکی از منابع غیر مستقیم ذخیره ساز انرژی با حجم بالا نقش مهمی در اصلاح منحنی بار دارند. این نیروگاه ها در واقع یک نیروگاه آبی با دو مخزن بالایی و پائینی هستند که در ساعات کم باری در مد پمپی (موتوری) آب را به مخزن بالایی خود انتقال داده و در ساعات پرباری در مد توربینی (ژنراتوری) به تولید برق می پردازند. این نوع نیروگاه ها در دو نوع سرعت متغیر و سرعت ثابت مورد بهره برداری قرار می گیرند. در نوع سرعت ثابت از یک ماشین سنکرون و در نوع سرعت متغیر از یک ژنراتور القایی دو تغذیه ای (dfig) به عنوان موتور – ژنراتور استفاده می گردد. با توجه به نقشی که این نیروگاه در اصلاح منحنی بار و مزایای دیگر مانند کنترل فرکانس، مدیریت بار، افزایش قابلیت اطمینان شبکه، عدم آلودگی هوا و پس ماند، راه اندازی سریع در مواقع قطع سراسری برق، بازدهی و غیره دارند، وجود آنها در شبکه قدرت یک امر ضروری به نظر می رسد. از این رو با توجه به لزوم استفاده از این نیروگاه ها تاثیر آنها بر شبکه قدرت خصوصاً از لحاظ پایداری باید مورد بررسی قرار گیرد. هدف اصلی این پروژه، مدلسازی و شبیه سازی نیروگاه تلمبه ذخیره ای سرعت متغیر dfig و بررسی و مقایسه تاثیر این نیروگاه بر پایداری زاویه ای و ولتاژ شبکه در حالت سرعت متغیر و حالت سرعت ثابت ( ژنراتور سنکرون ) می باشد. در بررسی حالت سرعت ثابت، دقیقاً از مشخصات نیروگاه سیاه بیشه و در بررسی حالت سرعت متغیر ( dfig ) از مشخصات مشابه این نیروگاه استفاده شده است. در این پروژه ابتدا به علل استفاده، انواع و مزایای حالت سرعت متغیر نسبت به حالت سرعت ثابت در نیروگاه تلمبه ذخیره ای پرداخته شده و انواع ناپایداری ها در شبکه قدرت مورد بررسی قرار می-گیرد. سپس تجهیزات مختلف این دو حالت عملکردی ( سرعت ثابت و متغیر ) را معرفی و آنها را متناسب با مطالعات پایداری شبکه قدرت مدلسازی می کنیم. در خاتمه نیز با قرار دادن مدل این نیروگاه در یک شبکه نمونه، به بررسی پایداری زاویه ای و دینامیکی ولتاژ در صورت وقوع اتصال کوتاه ، قطع خط، و پایداری استاتیکی ولتاژ با استفاده از نرم افزار dig silent powerfactory 14.0 می پردازیم