بهبود پايداري ولتاژ در ريزشبكه هاي DC با بهره گيري از ماشين DC مجازي از طريق مبدل DC/DC

حسن مرادي چشمه بيگي

دانشگاه رازي

برق گرايش الكترونيك قدرت و ماشين هاي الكتريكي

كارشناسي ارشد

1400/6

چكيده در دنيايي كه سير تكاملي پيشرفت تكنولوژي لحظه به لحظه در حال تغيير است، برق نه تنها به عنوان منبع انرژي است بلكه به جزئي جدايي‌ناپذير از زندگي بشر تبديل شده است. بنابراين امروزه با پيشرفت روزافزون استفاده از منابع انرژي تجديدپذير (RESs) و هم‌چنين ايجاد تعادل بين توليد و تقاضاي بار مي‌توان به بازدهي قريب به 100درصد براي تأمين انرژي از محيط زيست رسيد. هم‌چنين با توجّه به تكامل در الكترونيك قدرت و ارائه كنترل‌كننده‌هاي زمان واقعي، پياده‌سازي سيستم‌هاي DC نشان‌دهنده عملكرد مناسب‌تر در تأمين برق مي‌باشد. از اين رو معرفي ريزشبكه‌ DC (DCMG) مي‌تواند يك راه‌حل جايگزين مناسب براي ريزشبكه‌هاي AC باشد امّا همان‌طور كه مي‌دانيم به دليل ماهيّت متناوب RESs و هم‌چنين خاصيت كم اينرسي ذاتي در آن‌ها، باعث ايجاد اختلال در پايداري ريزشبكه خواهند شد. بنابراين، جهت پايداري سيستم كه به معني تثبيت ولتاژ باس DC در DCMG هنگام ايجاد نوسانات است از تقليد اينرسي به صورت مجازي در ريزشبكه استفاده كرده‌ايم. ارائه ايده تقليد اينرسي مجازي برگرفته از پياده‌سازي معادلات حاكم بر ماشين DC واقعي مي‌باشد. يعني در واقع با استفاده از يك بانك باتري به همراه يك مبدل دوطرفه DC/DC و اعمال روش كنترلي مورد نظر به يك واحد ماشين DC مجازي (VDCM) رسيده‌ايم. اين معادلات در مفهوم VDCM و با اعمال به سيستم كنترل مبدل واسط منبع ذخيره انرژي با شبكه به كار گرفته شده‌اند امّا بايد متذكر شد كه نوع مبدل انتخابي مي‌تواند بر نحوه عملكرد واحد VDCM بسيار تأثيرگذار باشد. طبق مطالعات صورت گرفته مبدل باك/بوست آبشاري (CBB) گزينه مناسبي جهت انتقال توان مورد نياز است. مبدل پيشنهادي به دليل قابليّت چگالي توان بالا، راندمان 98درصد و دماي كار بالاتر و هم‌چنين قابليّت معكوس‌كردن جهت‌كار در مواقع مورد نياز جهت مدهاي كاري متفاوت مي‌تواند مورد توجّه قرار بگيرد. طرح پيشنهادي در DCMG جزيره‌اي اجرا شده است. هم‌چنين با توجّه به مدل سيگنال كوچك مبدل CBB به همراه واحد كنترل‌كننده مربوط به آن، پايداري ريزشبكه مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است. به منظور تأييد و اثربخشي، طرح پيشنهادي در نرم‌افزار Matlab/Simulink تحت سناريوهاي تست مختلف از جمله تغيير تقاضاي ناگهاني مصرف‌كننده، تغيير توان توليدي RESs و در نهايت تغييرات هم‌زمان تقاضا و توليد‌ مورد بررسي قرار گرفته است. از نتايج به دست آمده مشهود است كه افت ولتاژ باس DC و نحوه عملكرد DCMG در مقايسه با طرح‌ مرسوم كاملاً بهبود يافته مي‌باشد و ادعاي فوق را تأييد مي‌نمايد. كليدواژه‌ها: منابع انرژي تجديدپذير (RESs)، ريزشبكه‌ DC (DCMG)، ماشين DC مجازي (VDCM)، مبدل باك/بوست آبشاري (CBB)، باس DC، اينرسي مجازي.

209305

دانشكده فني و مهندسي

دانشگاه رازی کرمانشاه

حسن مرادي چشمه بيگي