Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43075| Назва: | Моделювання інверторних генераторів в електромережах |
| Інші назви: | Inverter generators modeling in electrical networks |
| Автори: | Колівошко, Андрій Михайлович Kolivoshko, Andrii |
| Бібліографічний опис: | Колівошко А. М. Моделювання інверторних генераторів в електромережах: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня магістр за спеціальністю „141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка“ / А. М. Колівошко. — Тернопіль: ТНТУ, 2023. — 63 с. |
| Дата публікації: | гру-2023 |
| Дата внесення: | 26-гру-2023 |
| Видавництво: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Країна (код): | UA |
| Місце видання, проведення: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Науковий керівник: | Мовчан, Леонід Тимофійович Movchan, Leonid |
| УДК: | 621.3 |
| Теми: | 141 електроенергетика, електротехніка та електромеханіка інверторний генератор мережевий перетворювач синхроний генератор inverter generator mains converter synchronous generator |
| Кількість сторінок: | 63 |
| Короткий огляд (реферат): | Метою кваліфікаційної роботи було вивчення динамічних параметрів енергетичної системи, пов’язаних з інтеграцією в мережу. Представлено моделювання та аналіз інверторних генераторів в мережах з послідовною компенсацією в умовах слабкої мережі. Досліджено субсинхронне коливання у вітряних електросистемах типу 4. На основі аналітичних моделей виконується аналіз стабільності малого сигналу на основі власних значень і імпедансу. Аналітичні результати перевірялися на двох випробувальних стендах електромагнітних перехідних процесів з повною динамікою, включаючи динаміку мережі, механічну динаміку вітряної турбіни, а також усі етапи керування перетворювачем. Проведено аналіз ефективності і надійності гібридного підвищувального перетворювача з одночасним виходом змінного і постійного струму, коли подається один вхід постійного струму. Результати комп’ютерного моделювання підтверджують, що трифазний гібридний підвищувальний перетворювач здатний правильно регулювати вихід постійного та змінного струму, а також вихідну напругу постійного струму та реактивну потужність на шині загального з’єднання. The purpose of the qualification work was to study the dynamic parameters of the energy system related to integration into the network. Modeling and analysis of inverter generators in networks with series compensation in weak network conditions are presented. Subsynchronous oscillation in type 4 wind power systems is studied. On the basis of analytical models, a small signal stability analysis is performed based on eigenvalues and impedance. The analytical results were verified on two electromagnetic transient test benches with full dynamics, including grid dynamics, wind turbine mechanical dynamics, and all converter control steps. An analysis of the efficiency and reliability of a hybrid step-up converter with simultaneous AC and DC output when one DC input is provided is carried out. The computer simulation results confirm that the three-phase hybrid step-up converter is able to correctly regulate the DC and AC output as well as the DC output voltage and reactive power at the common bus. |
| Опис: | Представлено моделювання та аналіз інверторних генераторів в мережах з послідовною компенсацією в умовах слабкої мережі. За умов слабкої мережі підвищення рівня послідовної компенсації може викликати проблеми коливальної стабільності через взаємодію режиму, пов’язаного з перетворювачем джерела напруги у слабкій мережі, і режиму, пов’язаного з резонансом мережі LC . Представлено структуру моделювання з можливістю аналізу власних значень, аналізу факторів потужності і аналізу стабільності в частотній області на основі імпедансу. Основним внеском є глибоке виявлення потенційних проблем стабільності в мережах з послідовною компенсацією з високим проникненням вітрової енергії. Результати аналізу показують, що нестабільність спричинена взаємодією режиму резонансу LC, пов’язаного з рівнем послідовної компенсації, і режиму слабкої мережі, пов’язаного з параметрами керування перетворювачем джерела напруги, включаючи смугу пропускання фазового автопідстроювання частоти. Вища пропускна здатність фазового автопідстроювання частоти призводить до втрати стабільності режиму слабкої мережі. |
| Зміст: | Реферат 3 ЗМІСТ 4 ВСТУП 6 1. АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 8 1.1. Загальні характеристики інверторного генератора 8 1.1.1 Елементи керування мережевим перетворювачем 9 1.2. Структура каскадного векторного керування 10 1.2.1 Зовнішній контур керування 12 1.2.2 Внутрішній контур керування13 1.2.3 Контур фазового автопідстроювання 13 1.3 Інверторний генератор з гібридним підвищуючим перетворювачем14 1.4 Висновок до розділу 16 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 17 2.1. Моделювання та аналіз ІГ у слабкій та серійній компенсації мережі 17 2.2 Модель вітрогенератора типу 4 в мережах із послідовною компенсацією 18 2.2.1 Контур із фазовим автопідстроюванням 21 2.2.2 Моделювання динаміки мережі в координатній системі відліку 24 2.3 Аналіз моделі 1 з мережевим перетворювачем 27 2.3.1 Перевірка тестового стенда на електромагнітні перехідні процеси 31 2.4 Аналіз моделі 2 з мережевим перетворювачем 33 2.4.1 Перевірка тестового стенда на електромагнітні перехідні процеси 35 2.5 Аналіз стабільності на основі імпедансу 36 3 НАУКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 41 3.1. Трифазний гібридний підвищувальний перетворювач для інверторних генераторів 41 3.2 Робота гібридного підвищувального перетворювача підключеного до мережі 42 3.3 Моделювання системи керування гібридним підвищувальним перетворювачем 46 3.3.1 Зовнішній контур керування 46 3.3.2 Методологія керування гібридним ШІМ 48 3.4 Результати моделювання трифазного гібридного підвищувального перетворювача 50 3.5 Висновки до роздлу 53 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 54 4.1. Охорона праці 54 4.1.1 Заходи безпеки при обслуговуванні електроустановок 54 4.2. Безпека в надзвичайних ситуаціях 57 4.2.1 Захист електротехнічних систем та електронної апаратури від пошкоджень, які викликані електромагнітним імпульсом ядерного вибуху 57 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 61 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 62 |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43075 |
| Власник авторського права: | © Колівошко А.М., 2023 |
| Перелік літератури: | 1. S.-H. Huang, J. Schmall, J. Conto, J. Adams, Y. Zhang, and C. Carter, “Voltage control challenges on weak grids with high penetration of wind generation: Ercot experience,” in Power and Energy Society General Meeting, 2012 IEEE. IEEE, 2012, pp. 1–7. 2. Андрійчук, В. А.; Філюк, Я. О. Акумулюючі пристрої для систем автономного живлення світлотехнічних установок. Технічна електродинаміка, 2017. 3. L. Fan, Z. Miao, and M. Zhang, “Subcycle overvoltage dynamics in solar pvs,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 36, no. 3, pp. 1847–1858, 2021. 4. M. Zhang, Z. Miao, and L. Fan, “Reduced-order analytical model of grid-connected solar photovoltaic system for low-frequency oscillation analysis,” IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2021. 5. ANDRIYCHUK, V. A.; FILYUK, Y. O. Система автономного живлення зовнішнього освітлення. Lighting Engineering & Power Engineering, 2017, 1: 17-22. 6. J. Sun, “Impedance-based stability criterion for grid-connected inverters,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 26, no. 11, pp. 3075–3078, 2011. 7. L. Fan, “Modeling type-4 wind in weak grids,” IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol. 10, no. 2, pp. 853–864, April 2019. 8. J. Sun, Z. Bing, and K. J. Karimi, “Input impedance modeling of multipulse rectifiers by harmonic linearization,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 24, no. 12, pp. 2812–2820, 2009. 9. A. Alzahrani, “A hybrid dc–dc quadrupler boost converter for photovoltaic panels integration into a dc distribution system,” Electronics, vol. 9, no. 11, p. 1965, 2020. 10. O. Ray and S. Mishra, “Integrated hybrid output converter as power router for renewablebased nanogrids,” in IECON 2015-41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. IEEE, 2015, pp. 001 645–001 650. 11. L. M. Fern´andez, F. Jurado, and J. R. Saenz, “Aggregated dynamic model for wind farms with doubly fed induction generator wind turbines,” Renewable energy, vol. 33, no. 1, pp. 129–140, 2008. 12. N. P. Strachan and D. Jovcic, “Stability of a variable-speed permanent magnet wind generator with weak ac grids,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 25, no. 4, pp. 2779–2788, 2010. 13. K. M. Alawasa, Y. A.-R. I. Mohamed, and W. Xu, “Modeling, analysis, and suppression of the impact of full-scale wind-power converters on subsynchronous damping,” IEEE Systems Journal, vol. 7, no. 4, pp. 700–712, 2013. 14. Методичний посібник для здобувачів освітнього ступеня «магістр» всіх спеціальностей денної та заочної (дистанційної) форм навчання «БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ» / В.С. Стручок –Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., –156 с. Отримано з https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/39196. 15. Навчальний посібник «ТЕХНОЕКОЛОГІЯ ТА ЦИВІЛЬНА БЕЗПЕКА. ЧАСТИНА «ЦИВІЛЬНА БЕЗПЕКА»» / автор-укладач В.С. Стручок– Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., – 156 с. Отримано з http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/39424 |
| Тип вмісту: | Master Thesis |
| Розташовується у зібраннях: | 141 — електроенергетика, електротехніка та електромеханіка |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Avtorska_Колівошко А.М..doc | Авторська довідка_Колівошко А.М. | 64 kB | Microsoft Word | Переглянути/відкрити |
| Колівошко А.М._робота.pdf | Кваліфікаційна робота магістра_Колівошко А.М. | 3,68 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.
Інструменти адміністратора