طراحی کنترل‌کننده مقاوم برای بهبود پایداری فرکانسی ریزشبکه‌ها

نوع: Type: رساله

مقطع: Segment: دکتری

عنوان: Title: طراحی کنترل‌کننده مقاوم برای بهبود پایداری فرکانسی ریزشبکه‌ها

ارائه دهنده: Provider: فرهاد امیری - رشته برق

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر محمد حسن مرادی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر علیرضا حاتمی، دکتر محسن پارسا مقدم، دکتر محمد عابدینی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 1401/04/05، یکشنبه ساعت 10 -12

مکان ارائه: Place of presentation: آمفی تئاتر دانشکده فنی و مهندسی

چکیده: Abstract: منابع انرژی تجدید‌پذیر (توربین بادی و فتوولتاییک) از طریق مبدل‌های الکترونیک-قدرت با ریزشبکه توان مبادله می‌کنند. مبدلهای الکترونیک-قدرت، اینرسی پایینی دارند و وجود آنها اینرسی ریزشبکه جزیره‌ای را پایین می‌آورد. برای غلبه بر اینرسی پایین در ریزشبکه جزیره‌ای، مفهوم ژنراتور سنکرون مجازی مطرح گردیده است که از رفتار ژنراتور سنکرون مرسوم (سیستم قدرت) پیروی می‌کند و سبب بهبود اینرسی و پایداری ریزشبکه جزیره‌ای می‌شود. بخش مهمی از عملکرد ژنراتور سنکرون مجازی، کنترل اینرسی مجازی است که به عنوان یک محرک اولیه در هنگام وقوع اغتشاشات عمل می‌کند و سبب بهبود پایداری فرکانسی ریزشبکه جزیره‌ای می‌شود. کنترل اینرسی مجازی در روش‌های مطرح شده مربوط به کنترل فرکانس ریزشبکه جزیره‌ای بر روی سیستم ذخیره انرژی پیاده‌سازی شده است که سبب بهبود پایداری فرکانسی تا حدی می‌شود، اما اگر اغتشاش‌های بزرگی به ریزشبکه وارد شود ممکن است این روش به تنهایی موثر نباشد. بنابراین طراحی و پیاده‌سازی کنترل اینرسی مجازی بر روی منابع انرژی تجدید‌پذیر مانند توربین بادی و فتوولتاییک می‌تواند سبب بهبود پایداری فرکانسی ریزشبکه جزیره‌ای شود. پیاده‌سازی کنترل اینرسی مجازی بر روی توربین بادی و فتوولتاییک نیز دارای معایبی است که از جمله معایب آن می‌توان به افزایش زمان نشست مربوط به انحرافات فرکانس ریزشبکه جزیره‌ای اشاره کرد و این برای سیستم مطلوب نیست. بنابراین علاوه بر طراحی کنترل اینرسی مجازی بر روی توربین بادی و فتوولتاییک، به طراحی کنترل میرایی مجازی نیز بر روی این منابع (توربین بادی، فتوولتاییک) و سیستم ذخیره انرژی پرداخته شده است. طراحی میرایی مجازی بر روی این منابع سبب کاهش زمان نشست مربوط به انحرافات فرکانس ریزشبکه جزیره‌ای ناشی از اغتشاشات می‌شود. نامعینی پارامتری ریزشبکه جزیره‌ای یکی از عواملی است که عملکرد روش کنترل اینرسی مجازی و میرایی مجازی را خطر می‌اندازد و ممکن است سبب ناپایداری فرکانسی شود. از طرفی دیگر با توجه به اینکه منابع انرژی تجدیدپذیر در ریزشبکه از طریق شبکه‌های مخابراتی با هم در ارتباط هستند، فاصله میان عملگرها و سنسورها، خطا در خطوط انتقالی و عملیات کنترلی، فیلترینگ و ... باعث به وجود آمدن تاخیر زمانی در ریزشبکه می‌شود. تاخیر زمانی در ریزشبکه جزیره‌ای نیز ممکن است سبب ناپایداری فرکانسی شود. بنابراین کنترل اینرسی مجازی و کنترل میرایی مجازی باید در برابر نامعینی پارامتری و تاخیر زمانی مقاوم باشند. از این رو در ساختار کنترل اینرسی مجازی و میرایی مجازی از یک روش کنترلی پیشنهادی (کنترل‌کننده مقاوم بر پایه نامساوی ماتریس خطی) بهره گرفته شده است. اثبات پایداری روش کنترلی پیشنهادی بر پایه معیار پایداری لیاپانوف انجام شده است. این روش پیشنهادی (پیاده‌شده روی سیستم ذخیره انرژی) باعث می‌شود که عملکرد کنترل اینرسی مجازی و کنترل میرایی مجازی در برابر اغتشاشات و نامعینی پارامتری بهبود پیدا کند و سبب بهبود پایداری فرکانسی ریزشبکه جزیره‌ای شود.

فایل: ّFile: تنزيل فایل