دانلود شبیه سازی مقاله اینورتر کنترل شده با PI فازی برای سیستم های انرژی تجدید پذیر

اینورتر کنترل شده با PI فازی

با توسعه فنآوری، ارتقای استاندارد زندگی و افزایش جمعیت جهان، نیاز به انرژی، روز به روز به طور غیر خطی افزایش می یابد. تعداد مطالعات انجام شده در مورد منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) در دو دهه گذشته با این افزایش تقاضای جهانی انرژی، ضرورت منابع انرژی به صرفه و ایمن، گرم شدن کره زمین به دلیل گازهای گلخانه ای، کاهش ذخایر منابع انرژی فسیلی معمولی و جنبه های منفی انرژی هسته ای افزایش یافته است. به عنوان یک نتیجه از این مطالعات، برخی از منابع از جمله منابع خورشیدی، بادی، زیست توده و انرژی موج، اهمیت بیشتری پیدا کرده اند و استفاده از آنها در حال رشد است. علاوه بر این، دست اندر کاران سیستم قدرت، به سیستم های تولید پراکنده مبتنی بر RES به همراه سیستم های متمرکز تولید، انتقال و توزیع علاقه دارند. تولید پراکنده و کاربردهای ریزشبکه ای در جهان، به خصوص در کشورهای توسعه یافته برای افزایش بهره وری و قابلیت اطمینان سیستم قدرت، مورد توجه قرار گرفته است. اینورتر تعاملی شبکه، یکی از مهم ترین بخش های سیستم های تولید و ریزشبکه توزیع شده است. با این وجود، در این سیستم ها برخی از الزامات تعریف شده توسط دست اندر کاران شبکه باید برآورده شود. استانداردهای ملی و بین المللی مانند IEEE 1547، IEEE 929-2000، IEC61727، EN61000-3-2، EN 50330-1 و کد برق ملی ایالات متحده (NEC) 690 با هدف کاهش تأثیر سیستم تولید پراکنده ارائه شده است. روی شبکه، این استانداردها برخی از خصوصیات اینورترهای تعاملی شبکه، مانند ضریب توان، کیفیت توان، RFI/EMI و تشخیص مد جزیره ای را تعریف می کنند. با توسعه فنآوری های انرژی تجدیدپذیر، ساختارهای مختلف اینورتر و سیستم های کنترل برای اینورترهای تأمین شده انرژی تجدیدپذیر، مورد بررسی قرار می گیرند. در مقالات گذشته، مطالعات در مورد اینورترهای تعاملی شبکه ای بر توپولوژی های مختلف اینورتر، متمرکز شده بود و به طور کلی کنترل کننده های خطی در این مطالعات استفاده می شدند. اگرچه اینورترهای منبع ولتاژ، معمولاً مورد استفاده قرار می گرفتند، ولی اینورترهای منبع جریان، اینورترهای چندسطحی و توپولوژی های مختلف مانند اینورتر القاکننده فلایینگ و اینورتر HERIC برای دستیابی به راندمان مبدل بالا پیشنهاد شده اند. علاوه بر این، انواع مختلف توپولوژی اینورتر بدون ترانسفورماتور برای به دست آوردن بازده اینورتر بالاتر بررسی شده اند. در این مطالعات، کنترلرهای خطی و کنترلر جریان هیسترزی، معمولاً به عنوان کنترلر جریان استفاده می شوند. اگرچه، کنترل جریان هیسترزی، دارای برخی از مزایا از قبیل پیاده سازی ساده، پایداری بالا، پاسخ سریع دینامیکی و ساختار محکم است، ولی در این روش، برخی از مشخصات نامطلوب مانند فرکانس سوئیچینگ متغیر و نویزهای صوتی، مشکل در طراحی فیلتر، عملیات محدود به چرخه با فرکانس بالا و افت سوئیچینگ بالا را ارائه می کند. علاوه بر این، روش کنترل بی نوسان برای اینورترهای تعاملی شبکه تک فاز، معرفی شده است. اما، تأخیر زمان کنترل و تغییرات در مقادیر عناصر غیر فعال بر عملکرد کنترل کننده بی نوسان تأثیر می گذارد. کنترل پیش خورد ولتاژ خط و جریان اینورتر برای بهبود عملکرد دینامیکی اینورتر نیز ارائه شده است. اگرچه، از پیش خورد ولتاژ خط، اغلب برای بدست آوردن یک پاسخ مناسب دینامیکی استفاده می شود، اما جبران های غیر دقیق، هارمونیک های ولتاژ موجود در شکل موج فعلی را در این روش افزایش می دهد.

این شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب (MATLAB) آماده شده و در ادامه نیز تصاویر مربوط به شبیه سازی و نیز خروجی های آن قرار داده شده است:

در شکل زیر مشخصات کنترل کننده پیش بین نشان داده شده است:

همچنین توابع عضویت فازی متلب در شکل های زیر نمایش داده شده است:

فایل سیمولینک مربوط به این شبیه سازی، به شکل زیر می باشد:

در ادامه، تعدادی از تصاویر مربوط به خروجی های شبیه سازی نیز قرار داده شده است: