A master thesis from Aalborg University
Transient analysis of circuit breakers in an offshore wind power system based on the Cassie-Mayr model
Author(s)
Term
4. semester
Education
Publication year
2020
Submitted on
2020-05-28
Pages
58 pages
Abstract
Offshore vindenergi er blevet en populær vedvarende energikilde af flere grunde; Installationsområderne offshore er større end onshore, de påvirker ikke den visuelle præsentation eller støjniveauet i naturen og vindprofilerne offshore er større. Det er derfor muligt, at bygge større vindmøller offshore end onshore og opnå en højere energiproduktion. I design processen for offshore vindmølleparker er der mange aspektiver af ingeniørarbejde, som er gældende. Generelt kan design processen deles op i to dele: Den ene del foregår på vindmøllen og dens komponent dele, den anden del foregår fra energiproduktionen fra vindmøllen til en onshore station, som transporterer energien rundt i Danmark. Den sidste del har ført til et forhøjet fokus på transmissionen af energiproduktionen fra vindmøllen til transmissionslinjen. Energinet har lavet mange reguleringer omkring forbindelsen fra en offshore vindmøllepark til det offentlige grid. Hovedfokusområderne fra Energinet indeholder blandt andet hvordan vindmøllerne opererer i tilfælde af en grid fejl og om de kan opretholde deres energiproduktion uden forstyrrelser. Andre områder gælder også i forhold til at reducere forstyrrelser i elektriciteten. Den mest ødelæggende form for forstyrrelse i elektriciteten kommer fra transienter i elektriske komponenter. Transienter opstår hver gang pludselige ændringer sker i systemet, hvilket ofte er et resultat af at bryde strømstyrken eller spændingen. Brydningsprocessen af strømstyrke er meget kompleks på grund af det fysiske fænomen, som opstår når bryderen bryder. Dette resultere i en form for en elektrisk bue og det er derfor nødvendigt at have en god model af en offshore bryder, når man laver analyser af en offshore vindmøllepark for, at forstå hvad der sker. I dette speciale er hovedfokusområdet derfor at lave en matematisk model, som kan bruges til at beskrive den elektriske bue i en offshore bryder. Målet med projektet er at få lavet den matematiske model og implementere den i softwareprogrammet PowerFactory, som kan bruges i industrien til at lave transiente analyser af hele offshore vindmølleparker. Den matematiske model vil tage fokus i de udviklede Cassie-Mayr modeller og den modificerede udgave af Cassie-Mayr modellen: Schwarz-Avdonin modellen.
This project focuses on the development of a mathematical model to describe how the electric arc of a circuit breaker behaves. The mathematical models will be based on Cassie-Mayr and the modified version of it; Schwarz-Avdonin. First the mathematical models have been derived and thereafter implemented into the software Simulink to conduct an analysis of how the models act. Hereafter an implementation of the models has been made into the software PowerFactory with the wish to make a transient analysis of an offshore wind power plant. In conclusion it was possible to develop mathematical models to describe the behavior of the electric arc, however, more work needs to be conducted before it is possible to make a transient analysis in PowerFactory.
Keywords
Documents
Colophon: This page is part of the AAU Student Projects portal, which is run by Aalborg University. Here, you can find and download publicly available bachelor's theses and master's projects from across the university dating from 2008 onwards. Student projects from before 2008 are available in printed form at Aalborg University Library.
If you have any questions about AAU Student Projects or the research registration, dissemination and analysis at Aalborg University, please feel free to contact the VBN team. You can also find more information in the AAU Student Projects FAQs.