اولین سیستم SMES

تعداد صفحات: 13   قالب بندی: ورد

SMES  و مدل‌سازی آن

 یک واحد SMES که در سیستمهای قدرت بکار گرفته می‌شود از یک سیم‌پیچ بزرگ ابررسانا و یک سیستم سردکننده هلیم به منظور نگهداری دمای هلیم در زیر دمای بحرانی تشکیل شده است. سیم‌پیچ ابررسانا از طریق دو مبدل AC/DC شش تریسیتور و یک ترانسفورماتور قدرت سه سیم پیچه کاهنده به سیستم قدرت متصل است.

در شکل اندوکتانس L بهzعنوان بار در قسمت DC در منطقه کنترل دما قرار می‌گیرد. و مبدل‌های AC/DCدر خارج این منطقه قرار می‌گیرند. با کنترل زاویه آتش تریسیتورها ولتاژ DC دو سر سیم‌پیچ ابر رسانا را می‌توان به‌طور پیوسته در بازه‌ی وسیعی از مقادیر ولتاژهای مثبت و منفی کنترل کرد. اگر از تلفات جزیی سیستم صرف‌نظر کنیم بر اساس تئوری مبدل‌ها داریم:

که در آن Ed ولتاژ دو سرسیم‌پیچ Ed ولتاژ ماکزیمم دو سر سیم‌پیچ در بی‌باری،  Idجریان سیم‌پیچ ابر رسانا،xc  راکتانس کموتاسیون همگی بر حسب pu و a زاویه آتش می‌باشد مشخصه‌کاری SMES دارای دو حالت یکسوسازی و اینورتری می‌باشد. معمولاً این پریود در زاویه آتش صفر یعنی حداکثر ولتاژ انجام می‌شود. در حالت اینورتری انرژی مغناطیسی ذخیره شده در سیم‌پیچ به شکل الکتریکی وارد شبکه می‌گردد.

شکل زیر بلوک دیاگرام مدل SMES را نشان می‌دهد. ولتاژ Ed دو سر سیم سیم‌پیچ به‌عنوان عامل کنترل توان مورد استفاه قرار می‌گیرد. بسته به نوع کاربرد SMES  یکی از کمیت‌های تغییر فرکانس شبکه تغییر سرعت ماشین سنکرون، تغییرات ولتاژ شبکه و... به‌عنوان ورودی به SMES انتخاب می‌شود. خروجی SMES  نیز توان دریافتی می‌باشد. در این شکل Tdc تأخیر زمانی مبدل،Kf بهره حلقه کنترل و L اندوکتانس سیم‌پیچ می‌باشد. معمولاً پس از تخلیه انرژی SMES  زمان زیادی لازم است تا جریان به حالت اولیه بر می‌گردد، به منظور رفع این مشکل می‌توان از یک فیدبک تغییر جریان استفاده کرد. بدین ترتیب SMES را در مطالعات دینامیکی می توان با این مدل غیر خطی مرتبه دوم توصیف کرد.