دانلود ترجمه مقاله سیستم انتقال DC بر اساس ترانسفورماتور DC برای اتصال مزرعه بادی فراساحلی

1. مقدمه 2. پیکربندی و اصول عملیاتی 3. سیستم کنترل 4. تایید شبیه سازی 5. نتایج آزمایشی 6. نتیجه گیری

چکیده – در این مقاله یک سیستم انتقال DC بر اساس ترانسفورماتور DC چندگانه مدولار (MMDC) مورد استفاده برای اتصال مزرعه بادی فراساحلی بر اساس ژنراتور همگام مغناطیس دائم (PMSG) پیشنهاد می شود. ترانسفورماتور MMDC از گروه های بخش بخش DC/DC ورودی موازی -خروجی سری (IPOS) تشکیل می شود که هر یک شامل چند مبدل تشدیدی LLC ورودی سری- خروجی موازی (ISOS) می شوند. در مزرعه بادی فراساحلی توان الکتریکی تولید شده توسط ژنراتور همگام مغناطیس دائم (PMSG) با یکسوکننده دیودی به توان DC تبدیل می شود. در مقایسه با طرح های کنونی اتصال شبکه به مزرعه بادی فراساحلی، سیستم پیشنهادی در مقایسه با طرح های کنونی، مزیت های مراحل تبدیل کمتر، بازدهی بالاتر، و هزینه کمتر را دارد. روابط ریاضی سیستم بررسی می شود و سپس یک نوع راهبرد کنترلی پیشنهاد می شود. همچنین یک مدل دقیق شبیه سازی سیستم انتقال DC حاوی ترانسفورماتور MMDC مبتنی بر160 مدول فرعی (مبدل های تشدیدی LLC) در PSCAD/EMTDC ساخته می شود. در نهایت یک نمونه آزمایشی مقیاس کوچک تر از سیستم DC ارائه می شود که شامل 9 بخش فرعی است. نتایج آزمایش و شبیه سازی امکان پذیری سیستم DC پیشنهادی و کارایی راهبرد کنترلی را تایید می کند. مقدمه: تا سال 2019 بیش از 500 گیگاوات ظرفیت از تکامل یافته ترین منبع انرژی تجدیدپذیر نصب شده است. بیشتر این ظرفیت مربوط به برق بادی درون سرزمینی است. اما با ادامه پیشرفت، ظرفیت برق بادی درون سرزمینی به حد نهایی خود می رسد. به تدریج توجه به سمت منبع انرژی بادی فراساحلی سوق داده می شود [1]. عموماً دو نوع طرح اتصال به شبکه برای مزرعه بادی فراساحلی وجود دارد: سیستم جریان متناوب ولتاژ بالا (HVAC) و سیستم جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC). اگر مزرعه بادی فراساحلی دور از سرزمین اصلی نباشد، طرح اتصال به شبکه مبتنی بر HVAC بهتر است. ژنراتور همگام مغناطیس دائم (PMSG) به عنوان نمونه در نظر گرفته می شود، توپولوژی مدار از مبدل AC/DC/AC مقیاس کامل، ترانسفورماتور فرکانس پایه ولتاژ بمتوسط و ترانسفورماتور فرکانس پایه ولتاژ بالا تشکیل می شود (شکل 1). از آنجا که مزارع برق بادی فراساحلی دور از سرزمین اصلی واقع شده اند، طرح DC مناسب تر خواهد بود، چون تاثیر ظرفیت خازنی کابل AC با افازایش فاصله تاثیر قوی تری بر انتقال توان دارد. معمولاً فاصله 50 کیلومتری از ساحل را یک حد آستانه می دانند. اگر مزرعه بادی فراساحلی بیش از 50 کیلومتر با سرزمین اصلی فاصله داشته باشد، به نظر می رسد طرح HVDC تنها گزینه باشد [2،4،6].

In this paper, a modular multiple DC (MMDC) transformer based DC transmission system, which is used for permanent magnetic synchronous generator (PMSG) based offshore wind farm grid connection, is proposed. The MMDC transformer is composed of input-parallel output-series (IPOS) DC/DC submodule groups, each of which consists of several input-series output-series (ISOS) LLC resonant converters (i.e., submodules). In the offshore wind farm, the electrical power generated by PMSG is converted to DC power by diode rectifier. Compared with the existing offshore wind farm grid-connection schemes, the proposed system has advantages of fewer conversion stages, higher efficiency and lower cost. The mathematical relationship of the system is studied, and then one kind of control strategy is proposed. Furthermore, a detailed DC transmission system simulation model containing a 160 submodules (LLC resonant converters) based MMDC transformer is built in PSCAD/EMTDC. Finally, a down-scaled experimental prototype of the DC system, which includes 9 submodules, is presented. Both simulation and experimental results validate the feasibility of the proposed DC system and effectiveness of the control strategy. Introduction: As the most mature renewable energy source (RES), more than 500 GW of capacity has been installed until year 2019. Most of the capacity is onshore wind power. However, with the increasing development, the onshore wind power capacity would reach its limit. Gradually, the attention is turned to the offshore wind energy source [1]. Generally, there are mainly two types of grid-connection schemes for offshore wind farm: i.e., high voltage alternative current (HVAC) system and high voltage direct current (HVDC) system. If the offshore wind farm is not far from mainland, HVAC based grid-connection scheme is better. Permanent magnet synchronous generator (PMSG) is taken as an example, the circuit topology consists of full-scale AC/DC/AC converter, medium-voltage fundamental-frequency transformers and high-voltage fundamental-frequency transformer, as shown in Fig.1. As for offshore wind farms located far away from mainland, the DC scheme would be more suitable, because the capacitance effect of the AC cable has more significant impact on the power transmission with the distance increasing. Generally, 50km offshore distance is regarded as a threshold. If offshore wind farms locate more than 50km away from the mainland, HVDC scheme seems to be the only option [2], [4]–[6].

ترجمه این مقاله در 23 صفحه آماده شده و در ادامه نیز صفحه 18 آن به عنوان نمونه قرار داده شده است که با خرید این محصول می توانید، فایل WORD و PDF آن را دریافت نمایید.