ترانسفورماتور هیبریدی باقابلیت مبادله توان در لینک DC به‌منظور کاربرد در شبکه توزیع

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

چکیده

این مقاله با طراحی ترانسفورمر هیبریدی‏ باقابلیت اتصال به ریز شبکه‌های DC، یک پست توزیع فعال را معرفی می‌نماید. توپولوژی پست توزیع هوشمند پیشنهادی شامل یک مبدل توان مستقیم و یک ترانسفورمر فرکانس خط است. ترکیب این دو به‌عنوان ترانسفورمر هیبریدی معرفی‌شده است. هدف اصلی طراحی پست توزیع هوشمند با لینک DC، دستیابی به مبادله توان بین منابع انرژی تجدید پذیر (سلول خورشیدی) و شبکه توزیع و درنتیجه تنظیم کمبود/ بیشبود ولتاژ و کنترل توان راکتیو شبکه توزیع به‌وسیله مبدل الکترونیک قدرت است. پست توزیع هوشمند طراحی‌شده از یک مبدل توان مستقیم دومرحله‌ای با مدولاسیون بردار فضایی استفاده می‌کند که از طریق یک ترانسفورمر سری به شبکه توزیع متصل می‌شود. در مبدل تبدیل توان مستقیم دومرحله‌ای امکان اتصال به ریز شبکه DC طراحی‌شده است. عملکرد حالت پایدار و دینامیک سیستم پیشنهادی با شبیه‌سازی‌ کامپیوتری و نتایج تجربی با ساخت یک نمونه آزمایشگاهی تائید شده‌اند. این نتایج، کارآمدی پست توزیع هوشمند در تلفیق شبکه‌های AC/DC و افزایش قابلیت کنترل و هوشمندی شبکه توزیع را اثبات می‌نماید. همچنین در اصلاح ضریب توان به کمک لینک DC و درنتیجه کاهش بانک خازنی در پست MV و نیز تنظیم ولتاژ شبکه LV موثرعمل می‌نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Hybrid transformer with power exchange capability in DC link for use in distribution network

نویسندگان [English]

  • Mahmoud Fereydouni
  • Esmaeel Rokrok
Department of Electrical Engineering, Lorestan University, Khorramabad, Iran
چکیده [English]

This paper presents a promising distribution post for the construction of a future active distribution network by designing a hybrid transformer with the ability to connect to DC microgrids. The topology of the proposed smart distribution substation consists of a direct power converter and a line frequency transformer. The combination of these two is introduced as a hybrid transformer. The main aim of designing a smart distribution substation with a DC link is to achieve power exchange between renewable energy sources (solar cells) and the distribution network, and as a result, adjust the voltage sag/swell and control the reactive power of the distribution network by means of the power electronics converter. The designed smart distribution substation uses a two-stage direct power converter with space vector modulation, which is connected to the distribution network through a series transformer. In the two-stage direct power converter, it is possible to connect to the DC microgrid. The steady state and dynamic performance of the proposed system have been confirmed by computer simulation and experimental results by prototype. These results prove the efficiency of the smart distribution substation in combining AC/DC networks and increasing the controllability and intelligence of the distribution network. It is also effective in correcting the power factor with the help of the DC link and as a result reducing the capacitor bank in the MV substation and also adjusting the voltage of the LV network.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hybrid distribution transformer
  • Lyapunov energy function
  • Distribution network
  • Smart distribution substation
  • Matrix converter