عنوان

An LMI Approach for Regulating Micro-grids Using Sliding Mode Control

T28082

انگلیسی

An LMI Approach for Regulating Micro-grids Using Sliding Mode Control

Dissertation

Mohammed Yakoob

Electrical and Computer Engineering

1401

M.S.

Engineering Control

1401/11/12

Researchers have investigated a microgrid system in recent years because of the world's growing demand for energy and because traditional operations are costly and produce side e ects. As a result of many countries replacing tra- ditional methods with renewable energy such as photovoltaic, wind turbines, solar thermal, and so on, many researchers have begun to develop microgrids that work in both grid-connected and island mode to achieve high e ciency.There are many ways to utilize a microgrid in power or control engineering works.However, the Voltage Source Inverter (VSI) is a critical device in micro- grids because it converts direct current (DC) to alternate current (AC) in order to use in electronic switches. So the controller on VSI's work will be a big challenge to get stable voltage and current signals from. For this reason, the researcher has used many theories to regulate microgrids during the VSI work. In my thesis, I describe the design of an LMI approach for regulating micro- grids using sliding mode control. The presented controller has two parts: a state feedback gain derived from the LMI and another part derived from sliding mode control (SMC). Additionally, in our proposed methodology, MG contains a voltage source inverter (VSI) to convert DC to AC, a lter to get a sinusoidal signal with good waveform, and di erent loads as uncertain loads. Furthermore, this thesis aims at regulating the output voltage and current in a short period of time while adding a variety of practical loads. However, the new controller presented here will reject disturbances, track the reference signals, and minimize the steady-state error to zero in a limited time. Then the good performance of the MG will re ect on the other parameters like frequency, active power, reac- tive power, and power factor. As a result, high robustness against uncertainty and nonlinear loads is guaranteed. System stability is proven based on Lya- punov theory, as shown in the next section. Lastly, the voltage source inverter (VSI) work is simulated by MATLAB to show that the presented controller has high performance and gives better results as compared to the other studies.

محققان در سال‌های اخیر یک سیستم ریز شبکه را به دلیل تقاضای رو به رشد جهان برای انرژی و به دلیل هزینه‌بر بودن عملیات قدیمی و عوارض جانبی مورد بررسی قرار داده‌اند. در نتیجه، بسیاری از کشورها روش‌های سنتی را با انرژی‌های تجدیدپذیر مانند فتوولتائیک، توربین‌های بادی، حرارت خورشیدی و غیره جایگزین می‌کنند، و بسیاری از محققان شروع به توسعه ریز شبکه‌هایی کرده‌اند که در دو حالت متصل به شبکه و جزیره‌ای برای دستیابی به راندمان بالا کار می‌کنند.راه‌های زیادی برای استفاده از ریز شبکه در کارهای مهندسی برق یا کنترل وجود دارد. بااین‌حال، اینورتر منبع ولتاژ (VSI) یک دستگاه حیاتی در ریز شبکه‌ها است، زیرا جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) تبدیل می‌کند تا در کلیدهای الکترونیکی استفاده شود. بنابراین کنترل‌کننده در VSI یک چالش بزرگ برای دریافت سیگنال‌های ولتاژ و جریان پایدار خواهد بود. به همین دلیل، محقق از تئوری‌های زیادی برای تنظیم ریز شبکه‌ها در طول کار VSI استفاده کرده است.من در پایان‌نامه‌ام، طراحی یک رویکرد LMI را برای تنظیم ریز شبکه‌ها با استفاده از کنترل مُد لغزشی توضیح می‌دهم. کنترل‌کننده ارائه‌شده دارای دو بخش است: یک بخش بهره بازخورد حالت مشتق شده از LMI و بخش دیگر مشتق شده از کنترل مُد لغزشی (SMC). علاوه بر این، در روش پیشنهادی ما، MG شامل یک اینورتر منبع ولتاژ (VSI) برای تبدیل DC به AC، یک فیلتر برای دریافت سیگنال سینوسی با شکل موج متناسب و بارهای مختلف به‌عنوان بارهای نامشخص است. علاوه بر این، هدف این پایان‌نامه تنظیم ولتاژ و جریان خروجی در مدت‌زمان کوتاه و درعین‌حال، افزودن انواع بارهای عملی است. بااین‌حال، کنترل‌کننده جدید و ارائه‌شده در اینجا اختلالات را رد می‌کند، سیگنال‌های مرجع را دنبال می‌کند و خطای حالت پایدار را در مدت‌زمان محدود به صفر می‌رساند. سپس عملکرد خوب MG بر پارامترهای دیگر مانند فرکانس، توان اکتیو و ضریب توان منعکس خواهد شد. در نتیجه، استحکام بالا در برابر عدم قطعیت و بارهای غیرخطی تضمین‌شده است. همان‌طور که در بخش بعدی نشان داده‌شده است، پایداری سیستم بر اساس نظریه لیاپانوف ثابت‌شده است. در نهایت، کار اینورتر منبع ولتاژ (VSI) توسط MATLAB شبیه‌سازی‌شده است تا نشان دهد که کنترل‌کننده‌ی ارائه‌شده عملکرد بالایی دارد و نتایج بهتری را در مقایسه با سایر مطالعات ارائه می‌دهد.

یک رویکرد مبتنی بر نامساوی های خطی ماتریسی برای پایدارسازی ریزشبکه‌ها با استفاده از کنترل مد لغزشی

Islanded Micro-grid(IMG), Slide Mode Control(SMC), Linear Matrix Inequality(LMI), Voltage Source Inverter(VSI),Distributed Generation(DG).

ریزشبکه جزیره ای ، کنترل مدل لغزشی ، نامساوی ماتریس خطی ، اینورتر منبع ولتاژ ، تولید توزیع شده .

Yakoob,

Mohammed

Producer

Salim,

Mina

Thesis advisor

Tabriz

ایران

Central Library of Tabriz University

20230219

ارشد پایاننامه TK2000.Y3 1401

Mohammed Yakoob

عبادی

e

TL

276903

a

Y