Abstract
The ITER ac/dc conversion system can absorb a total active and reactive power up to 500 MW and 950 Mvar, respectively. The Reactive Power Compensation (RPC) system is rated for a nominal power of 750 Mvar necessary to comply with the allowable reactive power limit value from the grid of 200 Mvar. This system is currently under construction and is based on Static Var Compensation technology with Thyristor Controlled Reactor (TCR) and Tuned Filters.The RPC has to minimize the demand of reactive power from the grid; its control is based on a feed-forward method, where the corrective input is the measurement of the reactive power consumption of the ac/dc converters, derived from the 50 Hz component of the Fast Fourier Transform (FFT) of the three-phase voltages and currents. The delay introduced by the FFT calculation and the slow response of the TCR could make the response speed of the RPC not sufficient to face fast variations of the reactive power demand and therefore in this paper a new controller of the RPC able to overcome this shortcoming is proposed and evaluated. It is based on the calculation of the predicted consumption of the reactive power by using the voltage reference signals coming from the Plasma Control System and the measurements of the dc current of the ac/dc converters and of the 66 kV busbar voltage, and on the speed up of the RPC control by introducing a lead–lag transfer function
چکیده
سیستم تبدیل ITER ac/dc میتواند تا 500MW توان اکتیو و 950MVar توان راکتیو جذب کند. سیستم جبران سازی توان راکتیو (RPC) برای توان اسمی 750MVar که با حد مجاز توان راکتیو شبکه 200Mvarی مطابقت داشته باشد، ارزیابی شده است. در حال حاضر این سیستم بر مبنای تکنولوژی جبران سازی Var استاتیک با راکتورکنترل شده تریستوری (TCR) و فیلترهای تنظیم شده، در دست ساخت است. RPC باید تقاضای توان راکتیو از شبکه را مینیمم کند؛ کنترل آن مبتنی بر یک روش فیدفوروارد است که ورودی بهساز، اندازه توان راکتیو مصرفی مبدل های ac/dc ناشی از مولفه 50 هرتزی تبدیل فوریه سریع (FFT) ولتاژها و جریان های سه فاز است. تاخیر ناشی از محاسبه FFT و پاسخ آرام TRC می تواند باعث شود که سرعت پاسخ RPC برای مقابله با تغییرات سریع تقاضای توان راکتیو کافی نباشد. لذا، در این مقاله، یک کنترل کننده جدید RPC که توانایی غلبه بر این ضعف را داشته باشد، ارایه و ارزیابی می شود. این روش مبتنی بر محاسبه مصرف پیش بینی شده توان راکتیو با استفاده از سیگنال های مرجع ولتاژ حاصل از سیستم کنترل پلاسما و اندازه جریان dc مبدل های ac/dc و ولتاژ شینه 66kV ، و تسریع کنترل RPC با افزودن تابع انتقال lead-lag، می باشد.
1-مقدمه
سیستم مبدل ITER ac/dc ،سیستم های آهنربای ابررسانا و سیستم های گرمایشی کمکی توزیع شده بین سه ترانسفورماتور کاهنده متصل به شبکه انتقال 400kV فرانسوی با توان اتصال کوتاه نامی حدود 10-12GVA (شکل. 1) را تامین می کند. این سیستم بترتیب می تواند تا 500MW و 950MVar توان اکتیو و راکتیو جذب کند. مصرف توان راکتیو (Q) در مقایسه با مقدار آستانه 200MVar مجاز از طرف عامل سیستم انتقال (TSO) فرانسوی بسیار بالا است، لذا روش های متعددی برای کاهش Q و تکنیک های جبران سازی برای بهبود ضریب توان بررسی شدند. در روش اول، کنترل ترتیبی برای مبدل های ac/dc انتخاب شد، در حالی که برای روش جبران سازی، راه حلی شامل جبران سازهای توان راکتیو برپایه تکنولوژی جبران سازی Var استاتیک با توان نامی 250MVar برای هر شینه66kv با راکتور کنترل شده تریستوری و فیلترهای تنظیم شده (به عنوان خازن ثابت) انتخاب شد[1و2]. نسخه اول کنترل RPC با هدف تولید توان راکتیو، معادل مصرف مبدل های ac/dc ایجاد شد. در این کنترل کننده از یک روش فیدفوروارد ( که Q شینه ولتاژ متوسط گفته می شود) استفاده می شود، که ورودی بهساز کنترل TCR، اندازه توان راکتیو مصرفی مبدل های ac/dc حاصل از مولفه 50 هرتزی تبدیل فوریه سریع اندازه ولتاژها و جریان های سه فاز است. سپس برای جبران سازی توان راکتیو مبدل های ac/dc، با یک جدول مراجعه، مقدار توان راکتیو به زاویه آتش تریستور TCR تبدیل می شود...