كنترل مبدل‌‌هاي الكترونيك قدرت با هدف افزايش تحمل‌پذيري در مقابل خطا در ريزشبكه‌‌هاي DC

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق - قدرت

كارشناسي ارشد

در دو دههٔ اخير، توجه به انرژي‌‌هاي تجديدپذير و منابع توليد پراكنده افزايش قابل‌‌توجهي داشته است. نياز به استفادهٔ بهينه از منابع تجديدپذير در سطوح توزيع انرژي الكتريكي و همچنين مقابله با چالش‌هاي سيستم‌هاي توزيع سنتي، منجر به پيدايش مفهوم ريزشبكه شده است. ريزشبكه‌ها به‌عنوان سيستم‌هايي كنترل‌پذير و منعطف، قابليت كاركرد در حالت‌هاي متصل به شبكه و جدا از شبكه را داشته و امكان برق‌رساني پربازده به مصرف‌كنندگان را فراهم مي‌كنند. اين سيستم‌ها همچنين به افزايش ظرفيت رزرو شبكهٔ قدرت و كاهش تلفات خطوط انتقال كمك مي‌كنند. در سال‌هاي اخير، ريزشبكه‌‌هاي DC به‌‌دليل بازدهي و كيفيت توان بالا، كاهش مراحل تبديل توان، عدم نياز به سنكرون‌سازي منابع AC، حذف اثرات عدم تعادل و سازگاري ذاتي با منابع توليد پراكنده و سيستم‌هاي ذخيره‌ساز انرژي، توجه بسياري را به خود جلب كرده‌اند. با وجود مزاياي بسيار ريزشبكه‌هاي DC، اين سيستم‌‌ها چالش‌هاي بزرگي مانند اينرسي فيزيكي پايين و انواع خطاها و خرابي‌ها شامل خطاهاي الكتريكي موقتي و دائمي، خطاهاي حسگر و عملگر و خطاها و خرابي‌هاي مخابراتي دارند كه كارايي و پايداري آن‌ها را تهديد مي‌كنند. ازاين‌رو، جهت تضمين تداوم كاركرد موثر و قابليت اطمينان يك ريزشبكهٔ DC، به‌كارگيري روش‌هاي تحمل‌پذير در برابر خطا در اين سيستم‌ها ضروري است. همانند خطاهاي الكتريكي شديد مثل اتصال‌كوتاه و مدارباز، تحمل‌پذيري در برابر دستهٔ ديگر خطا مانند خطاهاي مخابراتي، حسگر و عملگر نيز اهميت ويژه‌اي دارد. براي اين خطاها كه اثرات مخرب متفاوتي با خطاهاي الكتريكي شديد دارند، عموماً از روش‌هاي كنترل تحمل‌پذير خطا استفاده مي‌شود. در اين پايان‌نامه، روش‌هاي تحمل‌پذير انواع خطا در ريزشبكهٔ DC معرفي و مزايا و معايب هر كدام بيان شده است. سپس به‌منظور مقابله با اثرات خطاي عملگر، يك روش كنترل تحمل‌پذير خطاي جديد پيشنهاد شده است. ابتدا سيستم ديناميكي ريزشبكهٔ‌ DC در شرايط رخداد خطاي عملگر در ورودي كنترلي مبدل واحد DG بر اساس معادلات فضاي حالت به‌دست آمده است. در ادامه، با استفاده از روش H_∞، يك رويتگر براي تخمين حالت‌هاي سيستم و خطاي عملگر معرفي شده است. بر اساس تئوري پايداري لياپانوف و به‌كمك ناتساوي‌هاي ماتريسي خطي، پايداري مجانبي دنبال كردن تخمين رويتگر توجيه شده است. سپس با معرفي محدوديت‌هايي، رويتگر پيشنهادي به‌صورت يك رويتگر محلي و مستقل تغيير كرده است. در ادامه، يك روش كنترل تحمل‌پذير خطاي عملگر مبتني بر تخمين رويتگر پيشنهادي ارائه شده است. روش كنترل مورد استفاده شامل كنترل‌كننده‌هاي تناسبي انتگرال‌گير براي سطح كنترل اوليه و كنترل توزيع‌شدهٔ مبتني بر الگوريتم اجماع براي دست‌يابي به تسهيم توان مناسب ميان واحدهاي DG است. به‌منظور ارزيابي عملكرد روش پيشنهادي، اين روش در يك ريزشبكهٔ DC نمونه پياده‌سازي شده است و نتايج شبيه‌سازي آن حاكي از صحت عملكرد روش پيشنهادي است.

226116

الكترونيك قدرت و ماشين‌هاي الكتريكي

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان