ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تصميم نظام تحكم خاص بعمل المرشحات الفعالة بهدف تحسين جودة الطاقة الكهربائية و محاكاته باستخدام الـ MATLAB

Design and Simulation of a Special Active Filter's Control System to Improve Electric Power Quality Using MATLAB

2255   4   229   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2013
  مجال البحث الهندسة التقنية
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

يقدم هذا العمل مرشحاً فعالاً تفرعياً ثلاثي الطور لتحسين جودة الطاقة الكهربائية من حيث تقليل التوافقيات في الشبكة الكهربائية. تعتمد عملية التعويض على قيم تيارات الحمل اللاخطي و تيارات المرشح الفعال و اشتقاق التيارات المرجعية من التيارات المقاسة. يتم تحويل التيارات المقاسة من الإحداثيات الثلاثية a-b-c إلى الشكل المرجعي الدوار أي إلى الإحداثيات d-q. تمّ استخدام المتحكم التناسبي التكاملي التزامني أخذت الاشارات الناتجة عن المتحكم الى دارة قيادة تعديل عرض النبضة و منها تمّ التحكم بمفاتيح قالبة تعمل كمنبع جهد متحكم به تمثل المرشح الفعال. تمّ اثبات أداء كل من المرشح الفعال التفرعي و المتحكم التناسبي التكاملي التزامني اعتماداً على النتائج المأخوذة من النماذج المشغولة في بيئة الـماتلاب.


ملخص البحث
يقدم هذا البحث نظام تحكم جديد للمرشحات الفعالة ثلاثية الطور بهدف تحسين جودة الطاقة الكهربائية من خلال تقليل التوافقيات في الشبكة الكهربائية. يعتمد النظام على تحويل التيارات المقاسة من الإحداثيات الثلاثية إلى الإحداثيات الثنائية الدوارة باستخدام تحويلات بارك. تم استخدام المتحكم التناسبي التكاملي التزامني (PI) للتحكم في إشارات تعديل عرض النبضة (PWM) التي تتحكم بدورها في مفاتيح القالبة التي تمثل المرشح الفعال. تم إثبات فعالية النظام من خلال محاكاة النتائج باستخدام بيئة MATLAB. أظهرت النتائج تحسنًا كبيرًا في تقليل التوافقيات وتحسين جودة الطاقة الكهربائية. تم اختبار النظام مع أحمال لاخطية ثابتة ومتغيرة، وأظهرت النتائج أن النظام قادر على تعويض التوافقيات بكفاءة عالية.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعتبر البحث خطوة مهمة نحو تحسين جودة الطاقة الكهربائية باستخدام المرشحات الفعالة. ومع ذلك، يمكن تحسين البحث من خلال تقديم تحليل أعمق لتأثير المتغيرات المختلفة على أداء النظام. كما يمكن توسيع الدراسة لتشمل تطبيقات عملية في بيئات صناعية حقيقية للتحقق من فعالية النظام في ظروف تشغيل متنوعة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن دراسة تأثير استخدام متحكمات أخرى ومقارنتها بالمتحكم التناسبي التكاملي التزامني لتحسين الأداء.
أسئلة حول البحث
  1. ما هو الهدف الرئيسي من البحث؟

    الهدف الرئيسي هو تصميم نظام تحكم للمرشحات الفعالة ثلاثية الطور لتحسين جودة الطاقة الكهربائية من خلال تقليل التوافقيات في الشبكة الكهربائية.

  2. ما هي التقنية المستخدمة لتحويل التيارات المقاسة؟

    تم استخدام تحويلات بارك لتحويل التيارات المقاسة من الإحداثيات الثلاثية إلى الإحداثيات الثنائية الدوارة.

  3. ما هو نوع المتحكم المستخدم في النظام؟

    تم استخدام المتحكم التناسبي التكاملي التزامني (PI) في النظام.

  4. كيف تم اختبار فعالية النظام؟

    تم اختبار فعالية النظام من خلال محاكاة النتائج باستخدام بيئة MATLAB، وأظهرت النتائج تحسنًا كبيرًا في تقليل التوافقيات وتحسين جودة الطاقة الكهربائية.


المراجع المستخدمة
Rudnick,H; Dixon,J; Morán,L. Delivering Clean and Pure Power. IEEE power & energy magazine, 2003
Kumar, P. Investigations on Shunt Active Power Filter For Power Quality Improvement. Thesis for the degree of Master of Technology, National Institute of Technology Rourkela University, Rourkela India,2007,67
Patidar, R; Singh, S. Active and Reactive Power Control and Quality Management in DG-GRID Interfaced Systems.ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences,Vol.4,NO.3, May 2009,10
قيم البحث

اقرأ أيضاً

يعالج هذا البحث مسألة تخزين الطاقة الكهربائية ميكانيكيا بالقرص الدوار في نظام توليد ريحي كهربائي. يتم التحكم بسرعة دوران المولدة الريحية و الآلة التحريضية ذات القرص الدوار بطريقة كهربائية باستخدام المتحكمات التقليدية PID (تناسبية – تكاملية - تفاضلية) المختارة بالاعتماد على نموذج النظام و محدداته. يعتمد التحكم بسرعة دوران الآلة التحريضية على مبدأ توجيه الفيض المغناطيسي أو ما يسمى التحكم الشعاعي بتوجيه الفيض. يتم توليد القيم المرجعية لسرعة دوران العنفة الريحية بهدف ملاحقة النقطة الأعظمية للاستطاعة. أما السرعة المرجعية للقرص الدوار فيتم توليدها بالاعتماد بشكل أساسي على مرشح من الدرجة الثانية للاستطاعة حيث يعتبر ذلك مساهمة جديدة في هذا المجال. لم يتم نمذجة المبدلات الترددية بل اكتفينا باستراتيجية التحكم. نتائج النمذجة و المحاكاة في برنامج Matlab/Simulink مرضية من جهة تنعيم الاستطاعة المسلمة للشبكة و تعكس أهمية هذا البحث.
تمّ في هذا البحث تقديم طريقة جديدة للتّحكم بمرشح فعّال تفرعي Shunt Active Filter (SAF) و ذلك من أجل إلغاء توافقيات التيار و تعويض الاستطاعة الرديّة , و هذه الطريقة تعتمد على التحكم التنبئي المباشر بالطاقة Predictive Direct Power Control (P-DPC) , و ه و يدمج بين التحكم المباشر بالطاقة و التحكم التنبئي , فالتحكم المباشر بالطاقة يقوم بالتحكم بالاستطاعة الحقيقية و الاستطاعة الرديّة للحصول على عامل استطاعة واحدي , و عند دمجه بالتحكم التنبئي فإنّ المتحكم يقوم بالتنبؤ بالتصرف المستقبلي للنّظام و ذلك من أجل جميع القيم التي يمكن أن يأخذها شعاع الجهد للمرشح , و يتمّ اختيار أفضل شعاع من أجل العينة القادمة عن طريق تصغير تابع ربح . و تمّ التّحكم بهذا المرشح بوجود حمل لاخطي على الشّبكة , و تمّت محاكاة هذا النظام على الحاسب باستخدام البيئة البرمجيّة Matlab , Simulink and Simpower , و بيّنت النّتائج أنّ هذه الطريقة أدت إلى تخفيض عامل التشوه الكلي للتيار Total Harmonic Distortion (THD%) و الحصول على تيار جيبي و تحسين عامل الاستطاعة بشكل ممتاز .
نطور في هذا البحث أداة بحثية وتعليمية لدراسة حساسية استجابة منظومة تعليق المركبة لتأثير تعرجات الطريق كتابع لخصائص وبارامترات مكونات التعليقة. هذه الأداة عبارة عن برنامج يمكن استخدامه لأي نموذج منشأ باستخدام حزمة برمجيات Matlab/Simulink بمكتباته الم ختلفة. يمكن إدخال أنواع مختلفة من النماذج كنماذج المعادلات التفاضلية المعبرة عن النموذج الرياضي أو المخططات الصندوقية او نموذج فضاء الحالة. تمكن هذه الأداة الطالب أيضا من تعريف مكونات التعليقة, والبارامترات التصميمية الأساسية لها, واختيار هذه البارامترات. وتمكن الباحثين والطلبة من اختبار النماذج من حيث الاستجابة والتجاوز الأعظمي لقيمة الدخل والحساسية عند اجراء المحاكاة لظروف العمل المختلفة.
تم في هذا البحث بناء النماذج الرياضية لمنظومة تغذية كهربائية تكيفية مستحدثة للسيارات التقليدية بهدف تطوير عمل هذه المنظومة من أجل تحسين اقتصادية استهلاك الوقود. أجريت النمذجة في بيئة MATLAB و باستخدام لغة C من أجل دراسة السلوك الديناميكي للمنظومة ال مقترحة. تم إجراء المحاكاة لمنظومات السيارة بالكامل باستخدام دورتي قيادة و قد أظهرت النتائج تحسناً واضحاً في استهلاك الوقود و تخفيضاً ملحوظاً في تقليل نسبة الغازات السمية الصادرة عن العادم في السيارة. في كلتا الحالتين (دورتي القيادة) عند استخدام خوارزمية قيادة متطورة لمنظومة التغذية الكهربائية بالمقارنة مع الخوارزميات التقليدية. نود التنويه أن الخوارزمية المقترحة يمكن تنفيذها على مختلف أنواع السيارات السياحية المستعملة و الجديدة كون أن الخوارزمية المقترحة ذات كلفة منخفضة و سهلة التنفيذ.
تم الحصول على أدوات جديدة لمنع و تمرير حزمة من الترددات, من خلال تقنية ثنائية الأبعاد لمحزم الضوئية المحجوبة (Photonic Band Gap (PBG, في بنية القاعدة لمخط الشريطي الميكرويMicrostrip. شريط معدني رقيق يتوضع فوق مجموعة من الثقوب المعدنية المتوضعة دوريا ً في طبقة القاعدة, و ضمن علبة معدنية لمنع و تمرير حزم من الترددات الميكروية. نعتمد في التحليل على التنضيد بين طريقة العناصر الحدية (Boundary Element Method (BEM, و بين الطريقة التكرارية التصميمية للأمواج السريعة (Fast Wave Concept Iterative Process (FWCIP, و ذلك من أجل معرفة ميزات و خواص هذه البنية.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا