دانلود شبیه سازی مقاله تولید توان کیفیت بالا از طریق کنترل پراکنده یک ریزشبکه

تولید برق با کیفیت بالا

بسیاری از انواع جدید و تجدیدپذیر انرژی به منظور انتقال توان به یک شبکه توزیع 50-60 هرتزی به یک واسط اینورتر نیاز دارند. اینورتر دارای توانایی هایی فرای تبدیل ساده توان تولید شده به برق ac است. فعال شدن پاسخ سریع آن در حالت حلقه بسته منجر به رد اختلالات می شود. بدین ترتیب می توان به شکل موج های ولتاژ با کیفیتی حتی در حضور جریان های بار با اعوجاج هارمونیکی و از نوع غیرمتعادل دسترسی پیدا کرد. به منظور دستیابی به پهنای باند کنترلی کافی و حذف اعوجاجات هارمونیک ، به فرکانس سوئیچ زنی نسبتاً بالایی نیاز است، لذا ترانزیستور دوقطبی با گیت عایق شده دستگاه منتخب است. با توجه به اینکه مقادیر نامی دستگاه محدود هستند، توان نامی اینورتر باید بین دستگاه های مختلف به اشتراک گذاشته بشود و در این شرایط توان نامی بین 100 کیلووات تا 10 مگاوات حاصل می شود. اتصالات قطعات به صورت موازی می تواند به ایجاد انعطاف پذیری عملیاتی کمک بکند.

روشی برای کنترل مجموعه ای از اینورترهای موازی در ریزشبکه مورد معرفی و تست قرار گرفته است. ضمناً عملکرد آن با روش های کنترلی متداول مقایسه شده است. ویژگی های خاص این روش این هستند که با لینک ارتباطی با پهنای باند کم بین واحدها اجرایی می شود ، عملکرد خنثی سازی اختلالات آن جهت حذف اعوجاج هارمونیک و عدم تعادل در حد مطلوبی قرار دارد. این روش بر اساس تفکیک کنترل بین کنترل کننده ای با پهنای باند پایین واقع در مرکز که بخشی از جریان مرجع را به اینورترها انتقال می دهد، و کنترل کننده ای با پهنای باند زیاد ، با توزیع موضعی نسبت به هر اینورتر تعریف شده است. نشان داده شده است که با استفاده از کنترل توزیع شده، سطح خنثی سازی اختلال بوسیله مجموعه اینورترهای جداشده با لینک ارتباطی، برابر با سطح خنثی سازی اختلال اینورتری با یک کنترل کننده پهنای باند کامل خواهد بود.

نتایج اعمال کنترل توزیعی روی مجموعه ای از 3 اینورتر 10 کیلوولت آمپری در ریزشبکه پارک توان به نمایش درآمدند. نتایج حاصله نشان می دهند که اشتراک توان هم در حالت پایدار و هم گذرا صورت می گیرد (بار پله ای). به صورت خاص متوجه می شویم که هیچ گونه جریان چرخشی بین اینورترها وجود ندارد. بارهای تست مختلفی آزمایش شده اند و در بدترین حالت، یکسوساز دیود خازنی تک فاز بکار رفته است. مشاهده می شود که جریان های هارمونیک به صورت برابر توسط هر سه اینورتر اعمال شده اند. ولتاژهای فاز در نزدیکی نقطه تعادل باقی مانده اند ، علیرغم اینکه جریان های بار بشدت غیرمتعادل هستند. مدل های کنترل اینورترها معرفی شده اند و ملزومات طراحی کنترل کننده های جریان و ولتاژ مشخص شده اند. ضمناً راجع به مشخصه انتخابی فیلتر پایین گذر بکار رفته برای تفکیک کنترل کننده صحبت شده است. مزیت کنترل توزیع شده در مقایسه با روش های ارباب – برده (maste-slave) در توزیع برابر توان هارمونیک و گذرا نهفته است. در روش ارباب- برده ، واحد ارباب بخش عمده ای از عملیات هارمونیک یا حالت گذار را ایجاد می کند. کنترل توزیع شده در مقایسه با روش های کنترلی که تقلیدی از عملکرد ژنراتور سنکرون هستند ، این مزیت را دارد که تعادل ولتاژ تقریباً کامل و اختلال هارمونیکی کمی را ایجاد می کند. این مزایا از طریق کنترل اکتیو ایجاد می شوند. علاوه بر این، پاسخ گذرا غیرنوسانی است و با مشکل دینامیک ضعیف رویکردهای اشتراک فرکانس دروپ روبرو نیست. با استفاده از کنترل توزیع شده، می توان اتصال موازی از اینورترها را با عملکردی یکسان و مشابه حالت تک اینورتری کنترل نمود. بنابراین می توان همان کیفیت توان بالای مورد انتظار از اینورترها را بوسیله اتصال پارک توان ایجاد نمود.

این شبیه سازی در محیط نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در گزارش کار نیز نحوه اجرای شبیه سازی توضیح داده شده است. پروژه با متلب 2010, 2013,2014 و 2015 تست و اجرا شده است. در ادامه، تصویری از خروجی شبیه سازی قرار داده شده است: