Parallel Operation of Synchronous Generators in a DC Grid
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2786758Utgivelsesdato
2021Metadata
Vis full innførselSamlinger
- Institutt for elkraftteknikk [2412]
Sammendrag
I denne masteroppgaven, blir en modell for to synkrongeneratorer i et DC nett utviklet. Modellen er hovedsakelig utviklet i Simulink og består av to generatorer med en governor og excitation system hver. Hver generator er også koblet til en seks-puls diode bro. Synkrongeneratoren er basert på en virtuell synkrongenerator. Systemet starter med en generator i et DC nett før den blir videre utviklet til å simulere to generatorer. Til excitation system er typen AC8B brukt. Til governor er en PI kontroller brukt og en konstant spennings last blir brukt som last. Muligheten til å bruke droop kontroll blir utviklet for generatorene. Tester blir utført både med samme droop og ulik droop for begge generatorene. Muligheten til å operere med variabel hastighet blir også implementert i systemet. Det blir gjort tester med droop kontroll og variable hastighet separat og også samtidig for å se hvordan systemet oppfører seg under disse situasjonene. Det blir testet samme hastighet og ulik hastighet for begge generatorene. En lineær modell for en generator med governor og excitation system blir også laget. Gjennom tester, ble det oppdaget at systemet er stabilit når droop kontroll og variabel hastighet blir brukt hver for seg, mens systemet blir ustabilt når de blir brukt sammen. En av grunnene til at systemet ble ustabilt, var at governoren bruker en PI kontroller. Etter at governoren ble byttet, ble resultatet bedre, men fortsatt ikke optimalt. Lineær modellen som ble utviklet viste at systemet var ustabilt når det burde være stabilt, og trenger derfor videre utvikling før modellen kan brukes. In this master's thesis, a model for two synchronous generators in a DC grid is developed. The model is mainly created in Simulink and consists of two generators with a governor and excitation system each. Each generator is also connected to a six-pulse diode rectifier. The synchronous generator is based on a virtual synchronous generator. The system commences with one generator in a DC grid and later the system is increased to implement two generators. For the excitation system, the AC8B type is used. The governor is a proportional integral (PI) controller and a constant voltage load is used as the load. Droop control for the voltage is also developed for the generators. Tests are conducted with the same droop for both generators and also different droops for each generator. The possibility of variable speed operation is also implemented into the system. Tests are conducted with the droop and variable speed separately and also together to observe how the system behaves. Cases with both generators operating with the same speed and cases in which the generators operate at different speeds are tested. A linear model to examine the stability of one generator with an excitation system and governor is also created. Through testing, it was discovered the system is stable when the droop control and variable speed operate separately, but when they are used together, the system becomes unstable when operating with droop control and variable speed. One of the reasons for this instability, was the PI controller in the governor. After changing the governor, the result became more stable, but the results were still not optimal. The linear model created shows that the system is unstable when the system is stable, and needs further improvements before it is usable.