وحید بهرامی فروتن

وحید بهرامی فروتن


تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print

دانشکده مهندسی

گروه آموزشي برق

 

جلسه دفاع رساله دکتری در رشته برق  گرایش قدرت

 

عنوان:

بهبود پایداری  و کیفیت توان در میکروگرید با استفاده از استراتژیهای کنترل محلی

 

 

 

استاد راهنما:

دکترمحمد حسن مرادی

 

استاد مشاور:

دکتر محمد عابدینی

اساتید داور:

دکتر محسن پارسا مقدم (دانشگاه تربیت مدرس-استاد)

دکتر سید محمد رضا طوسی (دانشگاه بوعلی سینا-استادیار)

دکتر عباس فتاحی (دانشگاه صنعتی همدان-استادیار)

 

ارائه دهنده:

وحید بهرامی فروتن

 

تاریخ : چهارشنبه 06/11/95  ساعت 14

مکان : آمفی تئاتر دانشکده مهندسی

 

عنوان: بهبود پایداری و کیفیت توان در ریزشبکه با استفاده از روش‌های کنترل محلی

چكيده:

گسترش ریز شبکهها از یک طرف و لزوم تامین انرژی الکتریکی با کیفیت و امنیت بالا از طرف دیگر باعث می‌شود که کنترل واحدهای تولید پراکنده برای بهبود عملکرد ریزشبکه‌ها از طریق رفع چالش‌های پایداری و کیفیت توان اهمیت بسزایی داشته باشد.

چالش پایداری در ریزشبکه‌ها عمدتاً از اینرسی پایین منابع تولید پراکنده ناشی می‌شود که باعث می‌گردد تنظیم ولتاژ و فرکانس در زمان اغتشاش در ریزشبکه‌های مبتنی بر اینورتر به راحتی امکان‌پذیر نباشد. برای حل این مشکل، پایداری باید در طراحی ریزشبکه مدنظر قرار گیرد.

از طرف دیگر، ریزشبکه در معرض برخی چالش‌های کیفیت توان مانند عدم قطعیت در توان تولیدی منابع بادی و خورشیدی قرار دارد. در این رابطه نیز طراحی کنترل کننده باید به گونه‌ای انجام شود که بتواند کیفیت توان را بهبود دهد.

هدف این رساله، بهبود عملکرد ریزشبکه از طریق رفع چالش‌های پایداری و کیفیت توان می‌باشد. برای این کار، ایجاد کنترل تجمیعی واحدهای تولید پراکنده از طریق الگوریتم منطقه‌بندی ریزشبکه پیشنهاد شده است که می‌تواند باعث انعطاف و افزایش قابلیت کنترل محلی در شبکه‌های توزیع شود.

در این رساله، از یک طرف، طراحی ریز شبکه با در نظر گرفتن معیارهای پایداری انجام انجام گرفته و از تحلیل مکان ریشه در سیستم‌های مبتنی بر اینورتر و تحلیل شاخص پایداری ولتاژ در سیستم‌های ترکیبی استفاده شده است و از طرف دیگر برای افزایش کیفیت توان، طراحی کنترل کننده به گونه‌ای انجام شده است که اولویت تغذیه بار توسط منابع تولید پراکنده به منظور کاهش تلفات، حفظ اندازه ولتاژ در محدوده‌های قابل قبول و کاهش توان مبادله شده با شبکه اصلی در حالت متصل به شبکه در نظر گرفته شود. همچنین در این رساله، مروری بر پژوهش‌های مرتبط در زمینه پخش بار بعنوان ابزاری مهندسی برای ارزیابی پایداری و کیفیت توان انجام شده است و روشی جدید بر مبنای کنترل افتی برای پخش بار در ریزشبکه‌ها ارائه گردیده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی روش‌های پیشنهادی بر روی سیستم‌های نمونه، نشان می‌دهد که طراحی ریزشبکه بر مبنای اصول پایداری و همچنین ارزیابی و بازطراحی بر اساس شاخص پایداری ولتاژ، منجر به بهبود عملکرد سیستم می‌گردد. همچنین نتایج شبیه‌سازی و ارزیابی بر اساس استانداردهای کیفیت توان، اثبات می‌کند که الگوریتم پیشنهادی برای منطقه‌بندی باعث بهبود کیفیت توان ریزشبکه شده است.

 

واژه­های کلیدی: ریزشبکه، پایداری، کیفیت توان، منطقه‌بندی ریزشبکه، کنترل محلی.

 

Abstract:

 Regarding the developement of distributed generation and the need for high quality electrical services of Micro-Grids (MGs), methods for aggregation and coordination of distributed generation units can enhance the flexibility and local controllability of distribution systems. The purpose of this thesis is to improve the MG operation by eliminating the significant challenges including stability and power quality problems. Stability challenges in MGs usually are raised by the low inertia of distributed generation units. Voltage and frequency regulation in the case of disturbances are not possible on inverter based MGs. Hence, such systems are subject to voltage and frequency instability. In this thesis, designing the system according to stability rules and applying a power coordinator is employed to address the mentioned challenges. On the other hand, there are some other challenges like output power variations of wind and solar units. So, a method is proposed to improve the operation of MGs through voltage/frequency stability and power quality enhancement. In the case of stability improvement, MG designing should be considered. Pole-zero map is applied to evaluate and enhance the voltage/frequency stability of inverter based systems and Voltage Stability Index (VSI) is used for combined systems including different type of distributed generation units. For power quality improvement, controller designing is performed so that supply priority of generation units in order to decrease the losses, maintaining the voltage magnitude in appropriate ranges and decrease the power exchange with the main grid. In general, the creation of a collective control of distributed generation units through zoning algorithm of microgrid is proposed to reach an acceptable level of the power quality. In the thesis, a review of relevant researches on power flow as a tool for stability and power quality evaluation is presented and a new power flow method based on droop control is also proposed.

 

Key Word: Micro-Grid, Stability, Power Quality, MGs zonning, Local control.


رزومه

 

 

نام و نام خانوادگی : وحید بهرامی فروتن                     

 

 

موضوع رساله دکتری : بهبود پایداری و کیفیت توان در ریزشبکه با استفاده از کنترل محلی