چکیده

امروزه به علت گسترش روز افزودن تجهیزات الکترونیکی در کلیه مراتب مصرفکنندگان (مصرفکنندگان صـنعتی، تجـاري و خانگی) و حساسیت زیاد ادوات FACTS به انواع اغتشاشات توان، لزوم داشتن توان با کیفیت بالا احساس شده است. یکی از راهحل هاي بهبود کیفیت توان، استفــاده از ادوات FACTS در سیستمهاي توزیع با کاربرد و استراتژي کنترل متفاوت اسـت کـه تحـت عنوان Custom Power مطرح میشود. لذا مسئله بالابردن کیفیت توان و تثبیت ولتاژ و همچنین ارائه یک توان عـاري از هرگونـه

اغتشاش، از خواسته هاي مصرف کنندگان در بخش توزیع است. براي بالا بردن کیفیت توان راه حل هاي متعـددي وجـود دارد، کـه کارآمدترین آنها بکارگیري از ادوات FACTS در سیستم هاي توزیع می باشد، که در این مقاله تـاثیرات D_STATCOM در حضـور مدار Bridgeless SEIPC بررسی می شود این بررسی جهت تثبیت سطح ولتاژ و در حالت دینامیکی براي بهبـود پایـداري گـذرا و نوسانات خفیف در سیستم هاي توزیع انرژي در سیستم کنترل بر اساس روش PWM کسینوسی بوده و فقـط انـدازه گیـري RMS ولتاژ در نقطه اتصال بار به شبکه مورد نیاز است، در ضمن نتایج شبیه سازي در نرم افزارهاي (MATLABT, PSIM) بررسـی شـده
است.
کلمات کلیدي : الگوریتم PWM ، نرم افزار MATLAB ، شبکه هاي توزیع ، کندانسور ایستا (Static Condenser) ،تثبیت ولتاژ

-۱ مقدمه

براي بالا بردن کیفیـت تـوان راهحـل هـاي متعـددي وجـود دارد، کـه کارآمدترین آنها بکارگیري از ادوات FACTS در سیسـتمهـاي توزیـع می باشد. البته باید به این نکته توجه شود که هرچند از لحـاظ آرایـش فیزیکـی همـان ادوات FACTS در سیسـتم هـاي توزیـع بکـار بـرده می شوندولی. کاربرد و نحوه کنترل آنها کاملاً متفـاوت از بکـارگیري و کنتــرل ادوات FACTS در سیســتم هــاي انتقــال خواهــد بــود. لــذا بکارگیري ادوات الکترونیک قدرت براي بهبود کیفیت توان در سیسـتم هاي توزیع تحت عنوان Custom Power معرفی مـیشـود. در اکثـر ادوات بکارگرفته شده تاکنون از عنصر تریستور استفـاده شده است که بخاطر عدم کنترل در خاموشکردن آن، مشکلات و محدودیت هایی در کاربرد بوجود آورده است. اما با بکارگیري قطعات نیمه هادي با قابلیـت خـاموششـدن از قبیـل GTO در اداوات FACTS ، برجسـتگیهـاي عمده اي در رفتار آنها شناسایی شد که می تـوان از آنهـا بعنـوان نسـل جدید ادوات FACTS نام برد. این ادوات را بطور عمده میتوان به سه دسته تقسیم نمود، ا- ادواتی کـه بصـورت مـوازي بـه سیسـتم متصـل می شوند – ۲ ادواتی که بصورت سري به سیستم متصل مـیشـوند و -۳ ادواتی که بصورت ترکیب سري- موازي به سیستم متصل میشوند.

FACTS مخفف «Flexible AC Transmission System» اسـت که به معناي سیستم هاي انتقـال انعطـاف پـذیر AC مـی باشـد. ایـن ادوات در تنوع گسترده از جمله در قالب جبران سازهاي سـري ماننـد TCSC،SSSC و جبرانسازهاي مـوازي ماننـد SVS ,STATCOM و همچنین شیفت دهنده هاي فاز و UPFC و… تولیـد و مـورد اسـتفاده قرار گرفته اند و اساس آن ها مبتنی بر الکترونیک قدرت، تئوري هـاي پیشرفته کنترل و میکروکامپیوترها می باشد. در سیسـتم هـاي توزیـع اصطلاحا بـه STATCOM ، D_STATCOM گفتـه مـی شـود. در مقالات متعددي بـر روي نحـوه کنتـرل کلیـد زنـی D_STATCOM بحث شده است،که یکی از روش کنترل بر اسـاس انـدازه گیـري ولتـاژ RMS جهت تثبیت ولتاژ اتستفاده کرده اسـت[۱] دیگـري بـر اسـاس کنترل واکنشی PWM که نیاز به اندازه گیري ولتاژ RMS دارد[۲] در مرجع بعدي از ولتاژ فاز ترانسفور ماتور کوپلینگ و همچنین بـا مبـدل چند سطحی ولتاژ تثبیت می گردد[۳] در مقالـه بعـدي بـا اسـتفاده از روش PWM و با اندازه گیـري تـوان راکتیـو مقایسـه مـی شـود[۴] و همچنین در مرجع دیگر پیش بینی بر اساس تجزیه و تحلیل در حـوزه فرکانس ساخته می شوند، که با نتایج تجربی تایید شده است.[۵]

به طور کلی این ادوات به دو دسته تقسیم می شوند: ادواتی که بوسیله تریستور کنترل می شوند
ادوات FACTS بر پایه سویچینگ مبدل

ادواتی که با تریستور کنترل می شوند :

در این گروه سه جبرانگر SVC ، TCSC و شیفت دهنده فـاز بررسـی خواهند شد. همچنین همانطور که می دانید در انتقال توان سه پارامتر ولتاژ، امپدانس خط و زاویه فاز انتقال مؤثر بودند که هـر کـدام از ایـن ادوات سه گانه بر یکی از این پارامترها مؤثرتر است.

در این مقاله با ادوات دسته ي دوم STATCOM کار شده است که به شرح زیر می باشد.

ادوات FACTS بر پایه سویچینگ مبدل :
اصول کار این ادوات بر پایه SVS (منبع ولتاژ سنکرون) می باشد و بـه جاي تریستور در این دسته از GTO یا IGBT استفاده شده است. این گروه از جبرانگرها، بر گروه اول برتري دارنـد.بـا ایـن روش ولتـاز خـط انتقال یکنواخت بوده و کنترل کاملی بر امپـدانس مـؤثر خـط و زاویـه ولتاژ وجود دارد به علاوه این دسـته تبـادل مسـتقیم تـوان رأکتیـو بـا سیستم قدرت نیز امکان پذیر بوده و جبران رأکتیو نیز به طور مسـتقل می تواند انجام شـود. ایـن گـروه شـامل جبرانگرهـاي STATCOM، SSSC و UPFC می باشد که به ترتیب تشریح خواهند شد.

STATCOM (1-2
این واژه مخفـف «Static Synchronus Compensator» اسـت کـه جبرانگر همزمان استاتیکی است. این جبرانگر به صورت موازي به خـط وصل می شود و شامل یک مبدل است که دو سر آن به یک منبع ولتاژ (خازن باطري) یا منبع جریان(سلف) اتصال پیـدا کـرده اسـت. مبـدل کمی توان از سیستم جذب می کند که صرف نگه داشتن ولتـاژ خـازن در مقدار لازم و جبران تلفات درون مبدل می شود. به این ترتیب مـی توان ولتاژ خازن را کم و زیاد کرد و بدین وسیله دامنه ولتـاژ خروجـی مبدل را تغییر داد و در نتیجه جذب و تولید توان رأکتیو را کنترل کرد. اگر ولتاژ تولید شده کمتر از ولتاژ شینی باشد که بـه آن متصـل اسـت، STATCOM مگاوار را از سیستم جـذب مـی کنـد و اگـر ایـن ولتـاژ تولیدي بزرگتر از ولتاژ شین باشـد STATCOM تـوان اکتیـو جهـت جبران تلفات خود را از ژنراتور سیستم می گیرد.[۶] شکل (۱)

۲- ادوات FACTS

شکل(: (۱ طریقه اتصال STATCOM به شبکه

با بررسی STATCOM و SVC بـه طـور کلـی داریـم کـه مشخصـه STATCOM بر SVC برتري محسوسی دارد.

SSSC (2-2
مخفف «Static Syncronus Seris CompensatorL» است کـه بـه معنی »خازن سري همزمان استاتیکی« است. کـار ایـن جبرانگـر ایـن است که ولتاژ مناسبی تولید کرده تا ولتاژ امپـدانس سـلفی خـط و در نتیجه جریان خط و توان انتقالی افزایش یابد که از نظر الکتریکی تأثیر آن مانند کاهش امپدانس خط است. این جبرانگر بـه صـورت سـري در مدار قرار می گیرد