عنوان

کنترل توان راکتیو ریزشبکه جهت بهبود قابلیت گذر از شرایط افت ولتاژ

پ۲۶۰۳۴

per

کنترل توان راکتیو ریزشبکه جهت بهبود قابلیت گذر از شرایط افت ولتاژ

رضا دیهیمی کردکندی

مهندسی برق و کامپیوتر

۱۴۰۰

، ر

۸۵ص.

سی دی

چاپی - الکترونیکی

کارشناسی ارشد

مهندسی برق قدرت گرايش سیستم های قدرت

۱۴۰۰/۱۱/۰۴

تبریز

افزایش ضریب نفوذ منابع انرژی پراکنده در سیستم¬های قدرت موجب تدوین مقرراتی شده است که به کد¬های شبکه¬ معروف هستند. در بخشی از الزامات کد¬های شبکه¬، ریزشبکه¬ها ملزم به رعایت قوانین مربوط به گذر از شرایط رخداد افت ولتاژ شده¬اند. این قابلیت باعث می¬شود که در هنگام وقوع اختلالات ولتاژی، اتصال ریزشبکه به شبکۀ اصلی حفظ شده و آن را پشتیبانی نماید. همچنین، رعایت این مقررات می¬تواند منجر به بهبود قابلیت اطمینان و کیفیت توان شبکه شود. یکی از راهکارهای جبران افت ناگهانی ولتاژ که در کدهای شبکۀ برخی از کشورها نیز به آن اشاره شده است، تزریق توان راکتیو توسط ریزشبکه و یا منابع تولید پراکندۀ متصل به شبکۀ اصلی می¬باشد. از این رو، اتخاذ استراتژی کنترلی مناسب باعث برآورده شدن الزامات کد¬های شبکه و همچنین پخش مناسب توان راکتیو بین منابع تولید پراکندۀ ریزشبکه¬ها خواهد شد. بنابراین، در این پایان¬نامه کنترل و ردیابی توان راکتیو در بین منابع تولید پراکندۀ ریزشبکه در شرایط افت و برآمدگی ولتاژ شبکۀ اصلی، توسط یک طرح کنترلیِ دولایۀ مبتنی بر مد کنترل جریان پیشنهاد شده است. در لایۀ اول طرح کنترلی پیشنهادی از دروپ معکوس و حلقه¬های کنترل جریان استفاده شده است. طراحی کنترل¬کننده¬ای با کمترین میزان خطا، سرعت پاسخ دینامیکی بالا و همچنین مقاوم بودن در مقابل عدم قطعیت¬های سیستم از اهمیت بالایی برخوردار می¬باشد. به همین منظور، کنترل¬کننده¬های غیرخطی مد لغزشی و مد لغزشی مرتبۀ کسری جهت ردیابی مقادیر مرجع توان طراحی شده است. همچنین، لایۀ دوم کنترلی افت و یا برآمدگی ولتاژی را تشخیص داده و توان راکتیو لازم جهت پشتیبانی شبکۀ اصلی را تعیین می¬کند. سپس، توان راکتیو مشخص شده با توجه به روابط پیشنهادی در این پایان¬نامه، در بین منابع ریزشبکه تقسیم می¬گردد. روابط و روش پیشنهاد شده برای تخصیص توان راکتیو در این مطالعه با توجه به ظرفیت خالی هر یک از منابع تولید پراکنده در نظر گرفته شده است. همچنین، روشی برای مقابله با افت ولتاژهای نامتقارن نیز پیشنهاد شده است. در روش مذکور، کنترل¬کننده با توجه به وضعیت هر فاز اقدام به تزریق توان راکتیو به فاز معیوب می¬نماید. به عبارت دیگر، کنترل هر فاز مستقل از دیگری انجام می¬پذیرد. کارآیی روش کنترلی پیشنهاد شده در این پژوهش از طریق شبیه¬سازی¬های انجام شده در نرم¬افزار MATLAB/Simulink اثبات شده است. همچنین، روش مد کنترل جریانِ استفاده شده در این پژوهش با روش¬های مبتنی بر مد کنترل ولتاژ مقایسه و برتری این روش در تزریق توان راکتیو در نتایج گزارش شده است. علاوه بر این، عملکرد کنترل¬کننده¬های جریان نیز از نظر مقاوم بودن، دقت و سرعت پاسخ¬دهی با روش¬های مرسوم مقایسه شده است. در نهایت، شبیه¬سازی¬های صورت گرفته از طریق سیستم بلادرنگ تجربی تکرار و صحت آن¬ها تایید شده¬ است.

Increasing penetration of distributed energy resources in power systems have contributed in development of a set of requirements for micro-grids (MGs) which are known as grid codes. According to a part of the regulations, MGs are required to ride through voltage sags. This capability forces MGs stay connected to the main-grid and support it during voltage perturbations. Furthermore, considering these regulations enhances power quality and reliability of the networks. One way to compensate for the sudden voltage sag of the main-grid is reactive power injection via grid-connected MGs distributed generators (DGs), and this is pointed in grid codes of some countries. So, adopting proper control strategy fulfills the grid code requirements and share reactive power among the sources of MGs.Accordingly, in this thesis reactive power sharing and tracking during voltage sags and swells is carried out through a two-layer control scheme, which is based on current control mode (CCM) methods. In the primary layer of the proposed scheme, reverse droop and current control loops are utilized. Designing a current controller with the slightest amount of error, fast dynamic response and being robust against system uncertainties is of significant importance in this investigation. For this purpose, the nonlinear sliding mode and fractional order sliding mode controllers are designed for tracking reference values of power.Also, the secondary layer detects the sag/swell and determines the amount of reactive power that have to be injected. Then, the specified amount of reactive power is shared between the MG sources based on the equations proposed in this study. The presented method and equations share the reactive power of each source considering their free capacity. Moreover, a solution for riding through asymmetrical voltage drops is proposed. The mentioned method injects reactive power to the faulty phases of the network. In other words, each phase is being controlled independently and separately.Effectiveness of the proposed strategy is proved via performed simulations in MATLAB/Simulink software. Also, the presented CCM-based control scheme in this study is compared with methods based on voltage control mode (VCM). Superiority of the proposed controller over its VCM based counterparts in reactive power injection is demonstrated through the obtained results. Furthermore, performance of the presented current controllers are compared with the conventional ones in terms of robustness, accuracy and dynamic response speed. Finally, experimental real-time setup validated the simulations.

Reactive Power Control of Microgrid for Improving Low-Voltage Ride-Through Capability

دیهیمی کردکندی‏،

‏ رضا

تهيه کننده

‏طرفدار حق،

روزبهانی،

‏ مهرداد

‏ سام

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز

نمایه‌سازی قبلی