كنترل ولتاژ شبكه تغذيه DC راه‌آهن برقي با هدف بهينه‌سازي هزينه بهره‌برداري

كارشناسي ارشد

با توجه به مزاياي قابل توجه شبكه راه‌‌آهن برقي نسبت به شبكه راه‌آهن سنتي مانند راندمان بالا، سرعت و شتاب بيشتر و آلودگي كمتر صوتي و هوا و ...، توجه به شبكه‌هاي راه‌آهن برقي روز به روز درحال افزايش مي‌باشد. به طور كلي اين نوع شبكه‌ها به دو دسته AC و DC با سطح ولتاژهاي مختلف، قابل دسته‌بندي مي‌باشند. شبكه‌هاي راه‌آهن برقي AC به نسبت شبكه‌هاي راه‌آهن برقي DC داراي مشكلات مهمي از جمله افت ولتاژ ناشي از راكتانس هادي‌ها و اثر پوستي و ... هستند. علاوه براين توان راكتيو و كنترل آن از مسائل مهم در شبكه‌هاي راه‌آهن برقي AC مي‌باشد. درحالي كه اين توان در شبكه‌هاي راه‌آهن برقي DC به طور طبيعي حذف مي‌شود. برهمين اساس در سال‌هاي اخير، تحقيق و توسعه بر روي شبكه‌هاي راه‌آهن برقي DC شدت گرفته است. يكي از موضوعات مهم در رابطه با شبكه‌هاي راه‌آهن برقي DC، مسئله كنترل ولتاژ آنان است. در شبكه‌هاي راه‌آهن برقي AC كنترل ولتاژ به توان راكتيو وابسته بوده و براساس آن فرآيند كنترل ولتاژ صورت مي‌گيرد؛ اما در شبكه‌هاي راه‌آهن برقي DCتوان راكتيو صفر مي‌باشد و امكان كنترل ولتاژ با كنترل توان راكتيو وجود ندارد. از طرفي با توجه به صفر بودن فركانس در اين شبكه‌ها، نيازي به كنترل فركانس نيز نخواهد بود. برهمين اساس با توجه به ارتباط تنگاتنگ ولتاژ و توان اكتيو در شبكه‌هاي راه‌‌آهن برقي DC، كنترل ولتاژ از طريق كنترل توان اكتيو توليدي صورت مي‌گيرد. در واقع در اين شبكه‌ها كنترل توان اكتيو-ولتاژ برقرار است. انتخاب روش مناسب كنترل ولتاژ مي‌تواند منجر به بهبود كيفيت ولتاژ، كاهش هزينه‌ها و افزايش قابليت اطمينان گردد. در اين پايان‌نامه يك روش جديد و قابل توجه جهت كنترل ولتاژ شبكه راه‌آهن برقي DC به نام روش تقسيم توان بهينه DC (DCOPS) ارائه مي‌گردد. تقسيم بهينه توان ميان پست‌هاي كشش، قابليت اطمينان بالا، مقاوم و مدولار بودن و مقياس‌پذيري از ويژگي‌هاي برجسته روش بيان‌ شده مي‌باشد. همچنين روش محاسبه قيمت توان گره‌هاي مختلف شبكه و يك روش پخش بار ساده، سريع، مقاوم و همراه با بازدهي محاسباتي بالا به منظور اجرا بر روي شبكه‌هاي راه‌آهن برقي DC مجهز به روش تقسيم توان بهينه DC، ارائه شده است. بررسي نتايج حاصل از انجام شبيه‌سازي برروي يك شبكه‌ راه‌آهن برقي DC ولتاژ متوسط در حالت و سناريو‌هاي مختلف، عملكرد موفق روش تقسيم توان بهينه DC را نشان مي‌دهد.

211109

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي راه آهن گرايش راه آهن برقي

دكتر روزبه اسد