دانلود شبیه سازی مقاله بهبود پایداری سیستم ادغام شده با شبکه ضعیف با VSC

بهبود پایداری با استفاده از VSC

توسعه همیشگی منابع «تولید پراکنده» (DG) تجدیدپذیر، مانند توربین های باد و آرایه های فتوولتائیک (PV)، باعث گرایش قابل توجه به سمت کنترل ، بهره برداری و تلفیق بهینه واحدهای DG با شبکه شد. تلفیق یکپارچه واحدهای DG، یکی از نیروهای عمده انگیزش دهنده در زمینه شبکه های هوشمند است. مبدل های منبع ولتاژ (VSC ها)، فنآوری پیشرو و اصلی برای اتصال منابع انرژی تجدیدپذیر و پاک در شبکه های مدرن می باشند. توپولوژی های کنترلی اصلی VSC ها، کنترل برداری و کنترل توان مستقیم می باشند. برای بدست آوردن مولفه های جریان و ولتاژ در یک قاب مرجع دوار سنکرون، یک حلقه قفل شده با فاز (PLL) لازم است. علاوه بر آن، PLL برای استخراج فرکانس شبکه و زاویه اولیه لازم است تا اتصال مبدل-شبکه هموار از طریق یک فرآیند همگامی یا سنکروناسیون را تضمین کند. اما، دینامیک های PLL، در طی گذرایی ها، اثر مضر بر پایداری کلی سیستم بخصوص در شبکه های ضعیف می گذارد. علیرغم مزیت های روش کنترل برداری، گرایش قابل توجهی به سمت توسعه توپولوژی های کنترل جدید بوجود آمده است که نیاز به یک PLL را رفع می کند (یعنی خود همگامی). برای رفع مشکلات مرتبط با کنترل برداری VSC های متصل به شبکه های بسیار ضعیف، مفهوم همگامی توان ارائه شده است و برای فراهم کردن یک همگامی ضمنی با شبکه در حالت پایدار مشابه با یک مولد سنکرون (SG)، از این مفهوم استفاده می شود. با این حال، روش های پیشنهادی براساس دینامیک های سیگنال کوچک سنتز می شوند و نمی توانند پایداری سیگنال بزرگ را تضمین کنند.

در این پروژه، یک توپولوژی کنترلی جدید ارائه شده تا تلفیق VSC ها با شبکه های ضعیف را ممکن سازد. کنترلر دو قسمت دارد، یعنی کنترلر میرایی توان خطی و کنترلر تکمیلی غیرخطی. قسمت خطی SG های دارای قابلیت سنکروناسیون (همگامی) میرایی توان اضافه را تقلید می کند و در نتیجه خودهمگامی با شبکه را حاصل می کند و به نوبه خود نیاز به یک PLL را رفع می کند. اما، در سناریوهای بازیابی شبکه، هرگونه عدم انطباق زیاد بین VSC و فرکانس و زاویه شبکه می تواند باعث عملکرد ضعیف و حتی ناپایداری شود.  این موارد به عنوان آشفتگی های سیگنال بزرگ در نظر گرفته می شوند، بنابراین کنترلر غیرخطی پیشنهادی می تواند عملکرد سیستم را در این موارد بهبود بخشد. علاوه بر آن، کنترلر قادر به کار در شبکه های بسیار ضعیف با SCR است و توان اسمی را بخاطر مشخصات میرایی و همگامی توان خود، تامین می کند. فرآیند طراحی قسمت های خطی و غیرخطی ارائه شده اند و سناریوهای شبیه سازی متعددی برای اعتبار یابی اثربخشی کنترلر ارائه شده اند.

این شبیه سازی در محیط نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تعدادی از نتایج خروجی آن قرار داده شده است: