مکان یابی برقگیر در مزرعه بادی به کمک الگوریتم ژنتیک

نویسندگان

دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

 با توجه به رشد استفاده از منابع تولید پراکنده و نگاه ویژه‌ای که به نیروگاه‌های بادی در چند سال اخیر شده است، این تحقیق به بحث حفاظتی این نیروگاه‌ها در برابر صاعقه می‌پردازد. ژنراتورهای توربین بادی، بیشتر از همه انواع ژنراتورهای متصل به سیستم‌های برق در محیط‌های صاعقه‌خیز قرار دارند. آسیب‌های ناشی از برخورد صاعقه عمدتاً به دو دستۀ آسیب‌های مستقیم و غیرمستقیم تقسیم می‌شوند. در این مقاله، به راهکارهای کاهش آسیب‌های غیرمستقیم به توربین پرداخته خواهد شد. مدل‌سازی اجزای توربین که شامل پره، برج و کابل‌های اتصالی می باشد، به ‌صورت مدل وابسته به فرکانس است. برای کاهش اضافۀ ولتاژهای ناشی از جریان صاعقه در مزرعۀ بادی، از برقگیر بهره گرفته شده است. مکان‌یابی برقگیرها در مزرعۀ بادی با توجه به تابع هدفی که شامل قیود ریسک عایقی و خرابی برقگیر است، محاسبه می‌شود و ضرایب وزنی برای تجهیزات مورد تنش عایقی در نظر گرفته شده است. فرایند بهینه‌سازی با الگوریتم ژنتیک صورت گرفته و در نهایت، به تحلیل نتایج شبیه‌سازی پرداخته شده است.

کلیدواژه‌ها


[1] IEC International Standard 61024-1-2, IEC, "Protection of Structures Against Lightning Part 1-2: General Principles - Guide B - Design, Installation," 1998. [2] Peesapati. V., Cotton. I., Sorensen T., Krogh T., Kokkinos N., "Lightning Protection of Wind Turbines–A Comparison of Measured Data with Required Protection Levels," in Renewable Power Generatio, 2011. [3] Branko M., Radiˇcevi´ , Milan S. ,Savi´c, Senior , "Experimental Research on the Influence of Wind Turbine Blade Rotation on the Characteristics of Atmospheric Discharges," IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 26, December 2011. [4] Glushakow, Bruce, "Effective Lightning Protection For Wind Turbine Generators," IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 22, March 2007. [5] Lorentzon M.I., Hatziargyriou N.D. and Papadias B.C., "Analysis of Wind Turbine Grounding System," 10 th Mediterranean Electro Technical Conference, Vol. 3, no. Univ. of Athens, Greece, pp. 936-941, 2000. [6] Vidyadhar P. and Cotton I., "Lightning Protection of Wind Turbines – A Comparison of Real Lightning Strike Data and Finite Element Lightning Attachment Analysis", in Sustainable Power Generation and Supply, 2009. [7] Elya B., Joffe, Kai-Sang L., "Grounds for Grounding: A Circuit to System Handbook", Wiley-IEEE Press, 2010. [8] Lorentzou MI, Hatziargyriou ND, Papadias BC, "Time domain analysis of grounding electrodes impulse response," IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 2:517e24., 2003. [9] Reynaldo Z., Agus P., "The Use of Wind Turbine Structure for Lightning Protection System," in International Conference on Electrical Engineering and Informatics, Bandung, Indonesia, 17-19 July 2011. [10] IEC International Standard 62305-1, "Protection against lightning- Part1: General Principles," 2006. [11] Cotton, Vidyadhar P. and Ian, "Lightning Protection of Wind Turbines – A Comparison of Real Lightning Strike Data And Finite Element Lightning Attachment Analysis," in Sustainable Power Generation and Supply, 2009. [12] Rodrigues R.B., Mendes V.M.F., Catalão J.P.S., "Indirect Effects of Lightning on Wind Turbines using EMTP-RV," in Proceedings of the 2011 International Conference on Power Engineering, Málaga, Spain, 2011. [13] Hileman A.R., "Insulation Coordination for Power Systems", Newyork: Marcel Dekker Inc, 1999. [14] Fernandez A. L., Bogarra Rodriguez S., Gotes A. G., "Optimization of Surge Arrester's Location,"IEEE Trans. PWRD, Vol. 19, pp. 145-150, January 2004. [15] Goldberg D. E., "Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning," in MA.- Addison, Wesley, 1989.