استفاده همزمان از مفهوم اينرسي مجازي و كنترل سلسله مراتبي در ريزشبكه‌هاي الكتريكي جدا از شبكه به منظور بهبود پاسخ فركانس

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

برق

كارشناسي ارشد

در سال‌هاي اخير با توجه به كاهش ذخاير سوخت‌هاي فسيلي و آلودگي‌هاي ناشي از مصرف اين سوخت‌ها، استفاده از منابع توليد پراكنده افزايش‌يافته است. ريزشبكه راهكاري است كه براي مقابله با مشكلات ناشي از يكپارچه‌سازي واحدهاي توليد پراكنده در شبكه‌هاي توزيع ارائه‌شده است. كنترل سلسله مراتبي، روشي است كه براي كنترل ريزشبكه‌ها استفاده مي‌شود و از چند سطح تشكيل‌شده است. در كنترل سلسله مراتبي ريزشبكه‌ها، سه سطح كنترل اوليه، ثانويه و ثالثيه وجود دارد. سطح كنترل اوليه از حلقه‌هاي كنترل داخلي و كنترل دروپ تشكيل‌شده است. كنترل دروپ سبب ايجاد انحراف فركانس مي‌شود كه براي جبران اين انحراف از كنترل ثانويه استفاده مي‌شود. كنترل ثانويه داراي دو نوع كنترل ثانويه مركزي و كنترل ثانويه توزيع‌شده است كه يكي از انواع كنترل ثانويه توزيع‌شده، كنترل اجماع است. اينرسي منابع توليد پراكنده در مقايسه با ژنراتورهاي سنكرون، بسيار كم است. درنتيجه با وقوع خطا يا عدم تعادل بار و توليد، در شبكه‌اي كه تعداد قابل‌توجهي منبع توليد پراكنده وجود دارد، نرخ تغييرات فركانس بالا است. يك راه‌حل براي جلوگيري از نرخ تغييرات فركانس بالا در اين شبكه‌ها، ايجاد اينرسي اضافي به‌صورت مجازي است. در اين پايان‌نامه در ابتدا ساختار كنترل‌ سلسله مراتبي و كنترل اينرسي مجازي معرفي مي‌شود تا با چالش‌هاي انحراف فركانس و نرخ تغييرات فركانس بالا مقابله شود و پايداري فركانس تضمين گردد. در ادامه، براي يك ريزشبكه نمونه كه داراي منابع توليد پراكنده است، مطالعات موردي مختلف با شبيه‌سازي در نرم‌افزار سيمولينك متلب بررسي مي‌شوند. در ابتدا تنها از سطح كنترل اوليه در كنترل سلسله مراتبي استفاده مي‌شود و نتايج آن بررسي مي‌شوند. سپس يك بار كنترل سلسله مراتبي كه داراي هر دو سطح كنترل اوليه و ثانويه است و بار ديگر كنترل اينرسي مجازي براي كنترل ريزشبكه استفاده مي‌شوند. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه اين دو كنترل، به ترتيب چالش‌هاي انحراف فركانس و نرخ تغييرات فركانس بالا را بهبود مي‌بخشند. در انتها با در نظر گرفتن كنترل اينرسي مجازي به‌عنوان يك سطح كنترل اوليه و اضافه كردن سطح كنترل ثانويه در كنترل سلسله مراتبي به آن، يك كنترل جديد ايجاد مي‌شود. نتايج شبيه‌سازي اين كنترل جديد نشان مي‌دهد كه هر دو چالش انحراف فركانس و نرخ تغييرات فركانس بالا، به‌طور هم‌زمان بهبود مي‌يابند.

218803

قدرت

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان