طراحي و شبيه‌سازي كنترل‌كننده پيش‌بين در مبدل DC-DC دو ورودي غيرايزوله براي كاربردهاي انرژي تجديدپذير

كارشاسي ارشد

در دهه گذشته استفاده منابع انرژي تجديدپذير نظير باد و خورشيد توسعه چشم‌گيري داشته است و به‌تدريج به دليل آلودگي‌هاي ناشي از سوخت‌هاي فسيلي، اين منابع جايگزين منابع فسيلي شده‌اند. با در نظر گرفتن اين حقيقت كه منابع تجديدپذير به‌شدت به شرايط آب و هوايي وابسته هستند، استفاده از روش‌هاي دست‌يابي به مقدار حداكثر توان امري ضروري به نظر مي‌رسد. براي اين منظور از الگوريتم‌هايي نظير اغتشاش و مشاهده و هدايت افزايشي كه بسيار پركاربرد هستند، استفاده مي‌شود. در اين پايان‌نامه الگوريتم جديد هدايت افزايشي بهبوديافته كه 66/2 برابر سريع‌تر از هدايت افزايشي مرسوم است، به‌ كار گرفته شده و سپس مدل انرژي بادي-خورشيدي و روش‌هاي مختلف دست‌يابي به نقطه حداكثر توان در آن‌ها، بيان شده است. از آن‌جا كه براي دست‌يابي به نقطه حداكثر توان، نياز به مبدل DC-DC وجود دارد و با توجه به اين‌كه مبدل‌هاي چند ورودي نسبت به چندين مبدل مستقل يك ورودي عملكرد مطلوب‌تري دارند و باعث ساده‌تر شدن، هزينه كم‌تر و بازده بيش‌تر مي‌گردند، لذا در سيستم تركيبي بادي-خورشيدي ارائه شده به جاي استفاده از چندين مبدل مستقل براي دست‌يابي به مقدار حداكثر توان از يك مبدل DC-DC بوست چند ورودي بازده ‌زياد استفاده شده است. جهت رديابي دقيق‌تر و سريع‌تر نقطه حداكثر توان استفاده از كنترل‌كننده‌هاي كلاسيك نظير PI بسيار رايج مي‌باشد، اما وابستگي پارامترهاي كنترل‌كننده به نقطه‌كار و مدل سيستم، نياز به استفاده از كنترل‌كننده‌هاي غيرخطي را بيش از گذشته روشن مي‌كند. روش كنترل پيش‌بين يكي از روش‌هاي نوين به كار گرفته شده جهت دست‌يابي به مقدار حداكثر توان است. در اين روش با توجه به مدل گسسته سيستم و كمينه شدن مقدار تابع هزينه، عمل كليدزني انجام مي‌شود. براي اين هدف جريان‌هاي ورودي منابع بادي و خورشيدي توسط روش كنترل پيش‌بين، جهت رسيدن به مقادير مرجع نقطه حداكثر توان كنترل خواهند شد. در مقايسه با روش كلاسيك PI، در كنترل‌كننده پيش‌بين سرعت 2 برابر افزايش و نوسان %2/5 برابر كاهش يافته است. ضمن اين‌كه خطاي حالت دائم در روش پيش‌بين به ميزان %8/0 كاهش يافته است. كليه نتايج شبيه‌سازي با استفاده از نرم‌افزار MATLAB نسخه R2016b ارائه شده است.

193033

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سيد اديب ابريشمي فر

الكترونيك

دكتر عبدالرضا رحمتي