شبيه سازي نيروگاه آّبي كوچك و كنترل فركانس آن

كارشناسي ارشد

در حوزه توليد برق استفاده از انرژي‌هاي تجديد پذير به علت آلودگي زيست‌محيطي كمتر و همچنين نياز روزافزون جوامع بشري به توليد برق، بسيار اهميت پيداكرده است. در بين تمامي انرژي‌هاي تجديد پذير كه از انواع مختلف انرژي‌هاي طبيعت همانند انرژي جريان آب، انرژي باد، انرژي خورشيدي و ... استفاده مي‌كنند، ميكرونيروگاه‌ها آبي از اهميت بالايي برخوردارند. براي استفاده از نيروي پتانسيل آبي براي توليد برق نياز به ساخت سد مي‌باشد، اين روش توليد برق، اگرچه به‌عنوان يك روش توليد برق باانرژي پاك تلقي مي‌شود ولي مشكل آن از بين برده ماهيت جاري بود رودخانه مي‌باشد. ميكرونيروگاه‌هاي آبي كه در پتانسيل‌هاي توليد برق كمتري از نيروگاه‌هاي سد آبي، توليد توان دارد، مي‌تواند با حفظ ماهيت جاري بودن رود به توليد برق براي مناطقي كه امكان دسترسي آن‌ها به شبكه سراسري برق وجود ندارد و يا بسيار مشكل و پرهزينه مي‌باشد، بپردازد و يا حتي استفاده از اين نوع نيروگاه‌هاي كوچك و اتصال آن‌ها به شبكه برق سراسري، باعث ايمن‌تر شدن شبكه سراسري توليد برق و همچنين به‌عنوان يك پدافند غيرعامل نيز شناخته مي‌شود. تحقيق بر روي ميكرونيروگاه‌ها باعث ايجاد محورهاي تحقيقاتي جديدي براي محققان براي كار و بهينه كردن اين نيروگاه‌ها و همچنين كاربرد اين صنعت در گستره وسيع‌تري شده است. به علت اينكه نيروگاه‌ها بايد به‌صورت مستمر مورد مراقبت قرار بگيرند و مراقبت از تجهيزات نيروگاهي نياز به افراد متخصص دارد، بايد تجهيزات اين نوع نيروگاه به‌نوعي انتخاب شود كه به‌جاي تعمير بتوان به‌راحتي آن را تعويض نمود و همچنين بايد هزينه‌هاي ساخت و تعويض آن نيز به‌صرفه باشد. مهم‌ترين قدم در اين راه استفاده از پمپ به‌جاي توربين در اين نوع نيروگاه‌ها مي‌باشد كه استفاده از پمپ در حالت برگشتي براي اينكه كاركردي مشابه توربين داشته باشد به علت ارزان‌تر بودن پمپ و همچنين به‌صرفه بودن تعويض آن به‌جاي تعمير، يكي از مهم‌ترين و كليدي‌ترين مسائل در شبيه‌سازي و استفاده از اين نيروگاه‌ها مي‌باشد. در اين پايان‌نامه، ميكرونيروگاه آبي با استفاده از نرم‌افزار سيمولينك كه از زيرمجموعه‌هاي نرم‌افزار متلب مي‌باشد استفاده‌شده است. به دليل اينكه نيروگاه مدنظر ما براي شبيه‌سازي به شبكه برق سراسري متصل نمي‌‌باشد و يا به‌اصطلاح ايزوله است، نمي‌توانستيم از نوع متداول ژنراتورهاي مورداستفاده در نيروگاه‌هاي آبي استفاده كنيم بايد تمامي انواع ژنراتورهاي موجود را شبيه‌سازي كرده و سپس با توجه به مزايا و معايب هركدام، مناسب‌ترين آن‌ها را انتخاب نموده و سعي بر برطرف نمودن چالش‌هاي استفاده از آن كنيم. چالش‌هاي پيش‌آمده براي تحقيق، استفاده از نوع مناسب ژنراتور براي اين نوع نيروگاه (هرچند در مواردي با علت محدوديت‌هاي اقتصادي براي اين پروژه و سعي در كم‌هزينه بودن اين نوع نيروگاه‌ها، مجبور به انتخاب موارد مقرون‌به‌صرفه تر شده‌ايم)، تعيين روش‌هايي براي كنترل فركانس نيروگاه و همچنين پس از انتخاب نوع ژنراتور به چالش‌هايي كه براي استفاده از اين نوع ژنراتور براي توليد توان مناسب مصرف مي‌باشد پرداخته‌ايم.

194750

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مرتضي منتظري

طراحي كاربردي - ارتعاشات و كنترل

دكتر برهان بيگ زاده