22264

كنترل عدم تعادل ولتاژ در ريزشبكه جزيره اي با استفاده از طرح امپدانس مجازي

كارشناسي ارشد

سيستم هاي قدرت

1396

1399/3/19

دكتر عليرضا جليليان

يرق

در سالهاي اخير، با توجه به مسايل مهمي چون امنيت انرژي، آلودگي هاي زيست محيطي و پايين بودن بازدهي شبكه هاي برق سنتي تمايل به استفاده از توليدات پراكنده افزايش يافته است .در سيستمهاي انرژي جديد به دليل استفاده از توليدات پراكنده و نزديكتر شدن منابع انرژي به مصرف كننده، فشار بر روي سيستم انتقال كم شده و تلفات توان كاهش مي يابد. با اين وجود، استفاده از منابع توليد پراكنده منجر به پيچيده شدن ساختار و بروز چالش هايي در بهرهبرداري، كنترل، پايداري و امنيت شبكه هاي توزيع قدرت مي گردد. از اين رو، ريزشبكه در راستاي رفع نواقص فني و اقتصادي سيستم هاي توليد پراكنده و تحقق استفاده از اين منابع تحت شرايط قابليت اطمينان بالا و كيفيت توان مناسب مطرح شده است. به دنبال ظهور مفهوم ريزشبكه مسائلي از قبيل كنترل و بهره برداري از آن آشكار شد كه در اين ميان مديريت توان بين منابع انرژي در ريزشبكه و كيفيت توان به خصوص در حالت جزيره اي پارامترهاي مهمي هستند كه بايد در كنترل و بهره برداري از ريزشبكه ها مورد توجه قرار گيرند. از اين رو در اين پايان نامه، كنترل مبدلهاي واسط منابع توليد پراكنده به منظور بهسازي كيفيت توان در ريزشبكه ها با تاكيد بر عدم تعادل ولتاژ مد نظر قرار گرفته است. كنترل اين مبدلها به نحوي هماهنگ شده است كه منابع توليد پراكنده متناسب با توان نامي و با توجه به ظرفيت باقيمانده خود در جبرانسازي عدم تعادل ولتاژ مشاركت نمايند. ساختارهاي كنترلي ارائه شده در اين پايان نامه به دو دسته مبدل كنترل شده ولتاژ و كنترل شده جريان دسته بندي شده اند .واحدهاي كنترل شده ولتاژ با استفاده از امپدانس مجازي خازني به جبرانسازي عدم تعادل ولتاژ كمك مي كنند، در حالي كه در واحدهاي كنترل شده جريان يك حلقه ادميتانس مجازي پيشنهاد شده است كه بر اساس ظرفيت باقيمانده مبدل در جبرانسازي عدم تعادل ولتاژ مشاركت مي كند. همچنين، براي تقسيم توان راكتيو، روشهاي كنترل افتي و افتي معكوس به ترتيب براي واحدهاي كنترل شده ولتاژ و جريان استفاده مي شود كه در آن ضرايب افتي با در نظر گرفتن ظرفيت محدود اين اينورترها و توان نامتعادل تنظيم مي شوند. در پايان، با ارائه نتايج شبيه سازي نشان داده شده است كه با كاربرد روش پيشنهادي، منابع توليد پراكنده موجود در ريزشبكه قادرند كيفيت توان را با جبرانسازي عدم تعادل ولتاژ بهبود داده و همچنين در جبرانسازي توان راكتيو با در نظر گرفتن ظرفيت باقيمانده خود مشاركت نمايند.

1399/05/06

Voltage Unbalance Compensation in an Islanded Microgrid by Using virtual Impedance

9/22/2020 12:00:00 AM

In recent years, due to important issues such as energy security, environmental pollution and low efficiency of conventional electricity networks, the tendency to use distributed generations (DGs) has increased. In new energy systems, due to the use of DGs, the pressure on the transmission system and power losses are reduced. However, the use of distributed generation sources leads to the complex structure and challenges to the operation, control, stability and security of power distribution networks. Therefore, the microgrid has been proposed to address the technical and economic shortcomings of distributed generation systems and to realize the use of these resources under high reliability and power quality conditions. Subsequent to the emergence of the concept of microgrid, issues such as control and operation became apparent, including power management between sources and power quality, especially in island mode, which are important parameters that have to considered to control and operation of the microgrid. Therefore, in this thesis, the control of interfaced converters of DGs in order to improve microgrid power quality with emphasis on voltage unbalance is considered. The control scheme of these converters is coordinated so that the DGs contribute to voltage Unbalance compensation and reactive power sharing proportional to their rated power by considering the residual capacity of each DG. The control structures presented in this thesis are classified into two categories: voltage-controlled mode (VCM) control scheme and current-controlled mode (CCM) control scheme. VCM units using capacitive virtual impedance contribute to voltage unbalance compensation, while in the control scheme of CCM units, a virtual admittance is implemented in order to compensate voltage unbalance with considering the residual capacity of the inverter. Also, VCM and CCM units contribute to reactive power sharing by droop and reverse droop control methods, respectively. Droop coefficients are adjusted considering the limited capacity of these inverters and the unbalanced power. The results were then presented to show the suitability of the proposed control structure in the Voltage unbalance compensation and proper power sharing of reactive and unbalanced powers among the DG units.