Abstract
As wind turbine output is proportional to the cube of wind speed, the wind turbine generator output fluctuates due to random variations of wind speed. Hence, if the power capacity of wind power generator becomes large, wind power generator output can have an influence on the power system frequency. Therefore, this study investigates the influence of the ratio of wind capacity to the power system capacity, on the power system frequency. To do this, a 100[MVA] thermal synchronous generator (SG) is considered and the total capacity of wind power induction generator (IG) increases as 3[MVA], 5[MVA] and 10[MVA] connected to the line. It is seen that the system frequency fluctuation is more severe for 10% capacity of wind power penetration. Again, a hydro generator to the same capacity that of the thermal generator of 100[MVA] is considered and IG capacity increases as before. In this case, it is seen that the system frequency fluctuation is more severe for 10% capacity of wind power. However, SGs total capacity of 100[MVA] is considered combined with 50[MVA] thermal generator and 50[MVA] hydro generator and IG capacity increases as before. In this case, it is also seen that the system frequency fluctuation is more severe for 10% of total wind power capacity. For this reason , as the wind power penetration increases rapidly nowadays for its clean, non-polluting and renewable energy, this study will be helpful for taking preventive measures for the power grid operators to improve the stability and quality of electric power. Considering these point of view, this study plays a vital role for power system applications
چکیده
با توجه به اینکه خروجی توربین بادی متناسب با توان سوم سرعت باد است بنابراین خروجی ژنراتور توربین بادی بعلت تغییرات تصادفی سرعت باد تغییر میکند. بنابراین اگر توان ژنراتور بادی زیاد شود خروجی ژنراتور بادی می تواند بر روی فرکانس سیستم قدرت تاثیر بگذارد. بنابراین این مقاله تاثیر نسبت ظرفیت باد به ظرفیت سیستم قدرت بر روی فرکانس سیستم قدرت را بررسی میکند. برای انجام این کار یک ژنراتور سنکرون حرارتی 100 مگا ولت آمپری در نظر گرفته میشود و کل ظرفیت ژنراتور القایی توان بادی متصل به شبکه بصورت5،3 و 10 مگا ولت آمپر افزایش پیدا میکند. مشاهده میشود که برای نفوذ ظرفیت توان بادی 10 درصد توان کل، تغییرات فرکانس سیستم خیلی زیاد است و بار دیگر یک ژنراتور آبی با همان ظرفیت 100 مگا ولت آمپر ژنراتور حرارتی، در نظر گرفته میشود و طرفیت ژنراتور القایی مانند قبل افزایش پیدا میکند مشاهده میشود که برای 10درصد ظرفیت توان کل،تغییرات فرکانس خیلی زیاد است . با وجود این فرض میشود که کل ظرفیت 100 مگا ولت آمپری SGs از ترکیب یک ظرفیت 50 مگا ولت آمپری ژنراتور حرارتی ویک ظرفیت 50مگا ولت آمپری ژنراتور آبی بدست می آید و ظرفیت ژنراتور القایی مانند گذشته افزایش پیدا میکند.در این حالت مشاهده میشود که برای 10درصد کل ظرفیت توان ، تغییرات فرکانس سیستم خیلی بیشتراست.به این دلیل همانطوری که امروزه نفود توان باد بخاطر پاک بودن،فاقد آلودگی بودن و تجدید پذیر بودن به سرعت افزایش پیدا میکند این مطالعه نیز بمنظوراقدامات پیشگیرانه اپراتورهای شبکه قدرت برای بهبود پایداری و کیفت توان الکتریکی مفید خواهد بود.با توجه به این نقظه نظر این بررسی یک نقش مهم برای برنامه های کاربردی سیستم قدرت دارد.
1-مقدمه
مااکنون در مرحله بحرانی از سناریو انرژی قرار داریم. انرژی یک فاکتور مهم در پیشرفت مداوم تمدن بشری بوده است . بعد از انقلاب صنعتی در دو قرن قبل مصرف انرژی برای بهبود استاندارد های زندگی ما مخصوصا در کشورهای صنعتی جهان با فراز و نشیب های، افزایش پیدا کرده است. در سال های اخیر رشد مداوم انرژی باد در سرتاسر جهان قابل توجه بوده است . افزایش سطح نفوذ باد در تاثیر گذاشتن بر روی عملکرد شبکه فعلی برق مخصوصا بر روی پایداری محتمل است[1]. جهان یک فاجعه بزرگ در نیروگاه اتمی فو کوشیما در سال 2011 تجربه کرده است. با در نطر گرفتن این خطر مصرف انرژی مسیرش را عوض کرده است. بر طبق منابع انرژی کنونی نشان داده شده در شکل یک در سال 2012 از کل انرژی حدود 47.7 درصد از زغال سنگ،26.3 درصد از گاز طبیعی ،16.3 درصد از انزژی باد و 9.7 درصد باقیمانده از نفت،بیوماس و خورشید بدست می آید. در سال 2013 گرایش به مصرف انرژی باد به میزان قابل توجهی به 77.8درصد از کل انرژی افزایش پیدا خواهد کرد...