دانلود شبیه سازی مقاله طراحی سیستم قدرت هیبریدی SOFC / GT / SCs جهت تغذیه ریزشبکه

طراحی سیستم ریزشبکه مستقل

مکان های روستایی غالبا از دیدگاه الکتریکی، ایزوله هستند. در کشورهای توسعه یافته، مکان هایی هست که در آن شبکه ضعیف تر است و خرابی و مشکلات بیشتری نسبت به مناطق شهری دارد. از سوی دیگر، در کشورهای در حال توسعه، مناطق روستایی بسیاری به شبکه اصلی متصل نیستند. بنابراین، مناطق روستایی نوعی نواحی هستند که در آنها شبکه ها یا ریزشبکه ها اغلب جزیره ای یا ایزوله از شبکه اصلی هستند. بسیاری از ریزشبکه های ایزوله، با منابع برق مبتنی بر سوخت های فسیلی، بخصوص با موتورهای دیزل، کار می کنند. علاوه بر آلاینده بودن، این منابع معمولاً به صورت محلی موجود نمی باشند و بنابراین انتقال آنها، هزینه تولید برق محلی را افزایش می دهد. با این حال، مناطق روستایی به میزان زیادی از منابع تجدیدپذیر برخوردارند. تعدادی، مانند منابع باد یا خورشیدی، گهگاهی هستند. در نتیجه، ریزشبکه نمی تواند تنها به آنها متکی باشند. اما، در نواحی روستایی و بخصوص کشاورزی، منابع مبتنی بر بیومس معمولاً فراوان می باشند. یکی از آنها، بیوگاز تولید شده از تجزیه ضایعات ارگانیک است. برخلاف منابع تجدیدپذیر دیگر، بیوگاز را می توان برای تولید برق مورد تقاضا در هر زمان، ذخیره نمود.

هدف این پروژه، طراحی یک «سیستم قدرت هیبرید» (HPS) است که با بیوگاز کار می کند و مولفه های اصلی آن عبارتند از «پیل سوختی اکسید جامد» (SOFC)، یک «ریزتوربین گازی» (GT) و یک ماژول ابرخازن (SC). HPS تنها منبع برق یک ریزشبکه ایزوله شده روستایی می باشد. ساختار آن، استراتژی عملکردی و کنترلر با ملاحظه ضوابط زیر طراحی شده اند: بازده، کیفیت توان، عمر مفید و مقاوم بودن SOFC از نظر پایداری و عملکرد. ساختار HPS شامل یک مبدل توان منحصربفرد، یک اینورتر «گیره ای نقطه خنثی سه سطحی» (3LNPC) است که HPS را به ریزشبکه AC متصل می کند. با توجه به استراتژی عملکردی انتخاب شده، شامل تنظیم خروجی توان SOFC تا مقدار اسمی آن می باشد. بنابراین، SC ها و GT باید به تغییرات تقاضای برق پاسخ دهند. از سوی دیگر، مطالعه انجام شده بر HPS نشان می دهد که رفتار دینامیک آن خطی نیست. بنابراین، توجه ویژه ای باید به طراحی یک کنترلر HPS مقاوم داده شود. با استفاده از روش «ردیابی و تنظیم با اهداف مستقل» ، کنترل دیجیتال مقاوم طراحی می شود و مدل کنترلی شناسایی می شود. نتایج شبیه سازی و تجربی نشان می دهند که چگونه ساختار پیشنهادی، استراتژی عملکردی و کنترلر، رفتار خوب HPS از دیدگاه چهار ضابطه ذکر شده در بالا را تضمین می کنند.

این شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تصویری از آن قرار داده شده است: