Resistor Pengereman Berbasis Kontrol Loop Tertutup untuk Stabilisasi Sistem Generator Angin

Resistor Pengereman Berbasis Kontrol Loop Tertutup untuk Stabilisasi Sistem Generator
Angin
Abstrak — Metode pengereman konvensional (BR) menggunakan periode penyisipan tetap
tidak berfungsi dengan baik menstabilkan sistem generator angin untuk berbagai jenis
kesalahan. Makalah ini mengusulkan strategi kontrol loop tertutup dari pengereman resistor
berdasarkan teknologi thyristor untuk menstabilkan sistem generator angin. Kinerja yang
diusulkan resistor pengereman dievaluasi secara rinci mempertimbangkan keduanya
seimbang dan jenis cacat sementara dan permanen yang tidak seimbang dalam sistem.
Perbandingan dibuat antara kinerja resistor pengereman yang diusulkan dan pengereman
konvensional resistor menggunakan periode penyisipan tetap. Hasil simulasi menunjukkan
bahwa resistor pengereman yang diusulkan sangat efektif untuk menstabilkan sistem
generator angin dalam hal keduanya seimbang dan jenis gangguan sementara dan
permanen yang tidak seimbang. Juga kinerja metode pengereman resistor yang diusulkan
jauh lebih baik daripada metode konvensional.
I. PENDAHULUAN
Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian dan pengembangan ekstensif kegiatan
telah berlangsung secara universal di pengembangan, manufaktur, dan ereksi persaingan
harga, energi angin yang hemat energi dan dapat diandalkan sistem konversi (WECS).
Turbin angin modern sistem pembangkitan (WTGS) biasanya adalah kecepatan variabel
WTGS. Namun demikian, selama tahun-tahun sebelumnya, kecepatan tetap WTGS
dipasang dalam proporsi besar dalam jaringan listrik. Sebagai taman angin memiliki masa
hidup lebih dari 20 tahun, itu masih masalah minat untuk menyelidiki interaksi WTGS
kecepatan tetap dengan sistem daya [1] - [3]. Kecepatan tetap menggunakan WTGS
generator induksi sangkar tupai langsung terhubung ke jaringan listrik. Namun, generator
induksi memiliki stabilitas masalah serupa dengan stabilitas transien sinkron mesin [4] - [6].
Oleh karena itu, penting untuk menganalisis stabilitas sementara sistem tenaga termasuk
tenaga angin stasiun. Baru-baru ini, resistor pengereman (BR) telah diketahui sarana
stabilisasi yang efektif untuk angin berkecepatan tetap sistem generator [7] - [10]. Namun,
dalam semua karya ini [7 [10], BR telah dimasukkan di sirkuit untuk diperbaiki lamanya.
Juga, analisis stabilitas transien telah dilakukan keluar hanya mempertimbangkan satu jenis
kesalahan sementara yaitu 3LG (Kesalahan tiga fase ke tanah). Namun jenis kesalahan itu
terjadi dalam sistem tenaga yang cukup tidak pasti. Kesalahan bisa terjadi menjadi 2LG
(Double-line-to-ground), 2LS (Line-to-line), dan Tipe 1LG (Single-line-to-ground) juga. Sekali
lagi, meskipun mayoritas (60% hingga 80%) dari kesalahan saluran transmisi adalah a alam
sementara [11], kesalahan bisa permanen [12] juga. Oleh karena itu, dapat terjadi bahwa
BR dimasukkan ke dalam rangkaian untuk durasi yang tetap mungkin tidak berfungsi
dengan baik atau mungkin tidak efektif untuk berbagai jenis kesalahan. Juga, kontrol tetap
besar dan durasi yang diadopsi untuk satu jenis kesalahan dapat bertindak sebagai kontrol
berlebihan atau di bawah kendali untuk jenis kesalahan lainnya. Oleh karena itu, strategi
pengendalian BR harus seperti itu itu efektif atau berfungsi baik untuk berbagai jenis
kesalahan. Dari latar belakang ini, makalah ini menyajikan loop tertutup strategi kontrol dari
resistor pengereman untuk menstabilkan angin sistem generator. Dalam karya ini, kinerja
dari diusulkan pengereman resistor dievaluasi secara rinci mempertimbangkan baik jenis
transien seimbang maupun tidak seimbang kesalahan permanen dalam sistem. Menurut
yang diusulkan metode, berikut kesalahan resistor pengereman seharusnya disisipkan di
sirkuit selama tegangan terminal di bawah nilai ambang yang telah ditentukan. Fitur lain
yang menonjol dari pekerjaan ini adalah perbandingan dibuat antara kinerja metode
pengereman resistor yang diusulkan dan itu dari metode pengereman resistor konvensional
menggunakan periode penyisipan tetap.
III. SISTEM DI BAWAH STUDI
Sistem model yang ditunjukkan pada Gambar. 2 telah digunakan dalam hal ini
kerja. Sistem model terdiri dari satu turbin angin generator (generator induksi 50MVA, IG),
dan satu generator sinkron (100MVA, SG), yang mengantarkan daya ke bus tak terbatas
melalui saluran transmisi dengan dua sirkuit. Meskipun pembangkit listrik tenaga angin
terdiri dari banyak generator praktis, itu dianggap terdiri dari generator tunggal dengan
kapasitas daya total dalam makalah ini. Ada saluran transmisi lokal dengan satu sirkuit
antara saluran transmisi utama dan trafo pada tenaga angin stasiun. Sebuah kapasitor C
terhubung ke terminal angin generator untuk mengimbangi permintaan daya reaktif untuk
generator induksi pada kondisi mantap. Resistor pengereman adalah terhubung secara seri
di sirkuit bus terminal generator induksi. The Automatic Voltage Regulator (AVR) dan Model
sistem kontrol Gubernur (GOV) untuk sinkron generator, dan parameter sinkron dan
generator induksi yang digunakan dalam pekerjaan ini dijelaskan dalam [15].
IV. STRATEGI PENGENDALIAN RESISTOR BRAKING
Dalam pekerjaan ini, resistor pengereman seri dinamis [9] dari 1,0 nilai pu
digunakan untuk stabilisasi generator angin. BR konsep bertujuan untuk berkontribusi
secara langsung pada keseimbangan aktif daya selama kesalahan. Ini dapat dilakukan
dengan memasukkan secara dinamis sebuah resistor di sirkuit pembangkit, meningkatkan
tegangan pada terminal generator dan dengan demikian mengurangi mendestabilisasi
depresi torsi listrik dan daya selama periode kesalahan. Lokasi BR ditunjukkan dalam
kekuatan model sistem Gambar. 2.
BR akan beroperasi dengan sakelar paralelnya tertutup dalam kondisi normal,
melewati pengereman resistor. Depresi tegangan di bawah titik setel yang dipilih akan
mengarah ke seketika dekat saklar. Saat ini akan kemudian mengalir melalui daya
hamburkan resistor yang disisipkan. Itu resistor pengereman yang diusulkan akan tetap di
sirkuit selama sebagai tegangan terminal generator angin di bawah ini nilai ambang batas.
Ketika sistem generator angin menjadi stabil, saklar akan menutup dan sirkuit akan
dikembalikan ke keadaan normal. Gambar 3 menunjukkan kontrol metodologi resistor
pengereman yang diusulkan. Menurut metode yang diusulkan, jika ΔV (perbedaan
tegangan) positif, kemudian tombol pintas terbuka, sedangkan jika ΔV negatif atau nol,
maka tombol pintas ditutup. Dengan demikian loop tertutup kontrol resistor pengereman
yang direalisasikan. Ini penting untuk dicatat di sini bahwa saklar bypass didasarkan pada
teknologi yang dikendalikan oleh thyristor.
Dalam hal resistor pengereman konvensional, itu menganggap bahwa resistor
akan tetap di sirkuit untuk periode tetap 0,3 detik setelah kesalahan. Periode tetap ini
ditentukan dengan metode trial and error untuk mendapatkan kinerja sistem terbaik.
V. HASIL SIMULASI DAN DISKUSI
Dalam pekerjaan ini, simulasi diimplementasikan dengan menggunakan Program
Transien Alternatif (ATP). Simulasi adalah dilakukan dengan mempertimbangkan dua kasus:
(1) seimbang (3LG:Tiga-fase-ke-tanah) atau tidak seimbang (1LG: single-lineto-tanah)
kesalahan sementara terjadi pada titik F1 dekat generator sinkron di baris # 2 seperti yang
ditunjukkan dalam sistem model, dan (2) kegagalan pemutus sirkuit yang tidak berhasil
terjadi karena kesalahan permanen (baik 3LG atau 1LG) di titik F1 dekat generator sinkron
di baris # 2. Langkah waktu dan waktu simulasi telah dipilih sebagai 50,0 μs dan10.0 s
masing-masing.