20673

۲۰۶۷۳

طراحي و شبيه‌سازي كنترل‌كننده پيش‌بين در مبدل DC-DC دو ورودي غيرايزوله براي كاربردهاي انرژي تجديدپذير

كارشاسي ارشد

الكترونيك

1395-1397

۱۳۹۸/۰۱/۳۱

دكتر عبدالرضا رحمتي

دكتر سيد اديب ابريشمي فر

برق

در دهه گذشته استفاده منابع انرژي تجديدپذير نظير باد و خورشيد توسعه چشم‌گيري داشته است و به‌تدريج به دليل آلودگي‌هاي ناشي از سوخت‌هاي فسيلي، اين منابع جايگزين منابع فسيلي شده‌اند. با در نظر گرفتن اين حقيقت كه منابع تجديدپذير به‌شدت به شرايط آب و هوايي وابسته هستند، استفاده از روش‌هاي دست‌يابي به مقدار حداكثر توان امري ضروري به نظر مي‌رسد. براي اين منظور از الگوريتم‌هايي نظير اغتشاش و مشاهده و هدايت افزايشي كه بسيار پركاربرد هستند، استفاده مي‌شود. در اين پايان‌نامه الگوريتم جديد هدايت افزايشي بهبوديافته كه 66/2 برابر سريع‌تر از هدايت افزايشي مرسوم است، به‌ كار گرفته شده و سپس مدل انرژي بادي-خورشيدي و روش‌هاي مختلف دست‌يابي به نقطه حداكثر توان در آن‌ها، بيان شده است. از آن‌جا كه براي دست‌يابي به نقطه حداكثر توان، نياز به مبدل DC-DC وجود دارد و با توجه به اين‌كه مبدل‌هاي چند ورودي نسبت به چندين مبدل مستقل يك ورودي عملكرد مطلوب‌تري دارند و باعث ساده‌تر شدن، هزينه كم‌تر و بازده بيش‌تر مي‌گردند، لذا در سيستم تركيبي بادي-خورشيدي ارائه شده به جاي استفاده از چندين مبدل مستقل براي دست‌يابي به مقدار حداكثر توان از يك مبدل DC-DC بوست چند ورودي بازده ‌زياد استفاده شده است. جهت رديابي دقيق‌تر و سريع‌تر نقطه حداكثر توان استفاده از كنترل‌كننده‌هاي كلاسيك نظير PI بسيار رايج مي‌باشد، اما وابستگي پارامترهاي كنترل‌كننده به نقطه‌كار و مدل سيستم، نياز به استفاده از كنترل‌كننده‌هاي غيرخطي را بيش از گذشته روشن مي‌كند. روش كنترل پيش‌بين يكي از روش‌هاي نوين به كار گرفته شده جهت دست‌يابي به مقدار حداكثر توان است. در اين روش با توجه به مدل گسسته سيستم و كمينه شدن مقدار تابع هزينه، عمل كليدزني انجام مي‌شود. براي اين هدف جريان‌هاي ورودي منابع بادي و خورشيدي توسط روش كنترل پيش‌بين، جهت رسيدن به مقادير مرجع نقطه حداكثر توان كنترل خواهند شد. در مقايسه با روش كلاسيك PI، در كنترل‌كننده پيش‌بين سرعت 2 برابر افزايش و نوسان %2/5 برابر كاهش يافته است. ضمن اين‌كه خطاي حالت دائم در روش پيش‌بين به ميزان %8/0 كاهش يافته است. كليه نتايج شبيه‌سازي با استفاده از نرم‌افزار MATLAB نسخه R2016b ارائه شده است.

1398/03/29

Design and simulation predictive controller in a non isolated double input DC-DC converter for renewable energy applications

6/19/2019 12:00:00 AM

Over the past decade, the use of renewable energy sources, such as wind and solar, has expanded dramatically, and these sources have been replaced by fossil fuels due to fossil fuel pollution. Considering the fact that renewable resources are heavily dependent on weather conditions, it is essential to use some methods to achieve maximum power. For this purpose, the use of algorithms such as perturbation and observation and incremental conductance is very popular. In this thesis, an improved incremental conductance algorithm, which is 2.66 times faster than conventional incremental conductance, is used. Then, the wind-solar energy model and various methods for achieving maximum power in them have been explained. Because the existence of DC-DC converter is essential to achieve maximum power and given that multi-input converters not only are simpler, more cost-effective, and more efficient, but also have a better performance than several independent one input converters. Threrfore, in the suggested wind-solar hybrid system, instead of using multiple independent converters, a high-efficiency multi-input DC-DC boost converter is used to achieve maximum power. To track the maximum power point more precisely and quickly, using classical controllers such as PI is very common. But the dependence of controller parameters on the operating point and on model of the system, highlights the need to use nonlinear controllers more than ever before. The predictive control method is one of the new methods used to achieve maximum power. In this method the switching operation is done according to the discrete model of the system and minimization of the cost function. For this purpose, the currents of wind and solar resources are controlled by predictive control in order to reach the reference value maximum power point. Compared with the classic PI method, the speed of the predictive controller has doubled and fluctuation has dropped by 2.5%. In addition, the steady state error in the prediction method has dropped by 0.8%. All simulation results are presented using the MATLAB software version R2016b.