23530

كنترل توان در ريزشبكه تركيبي با استفاده از مبدل دوجهته

دكتري تخصصي

مهندسي برق- قدرت

1395

1399/12/18

دكتر محسن كلانتر

دكتر مسعود اسماعيلي

مهندسي برق

رشد روزافزون توليدات پراكنده و تنوع بارهاي AC و DC در شبكه هاي برق امروزي منجر به ظهور ريزشبكه هاي AC، DC و تركيبي شده است كه در ريزشبكه هاي تركيبي، طراحي سيستم كنترل مناسب براي مبدل واسط به عنوان رابط بين دو ريزشبكه، نقش زيادي در بهبود عملكرد آن ها دارد. گرچه ريزشبكه تركيبي در مقايسه با ريزشبكه هاي AC و DC داراي تلفات توان كمتر و بازده بيشتر است ولي برخي چالش ها نظير توان و جريان گردشي بين مبدل هاي واسط موازي، وقوع خطاهاي نامتعادل در ريزشبكه AC ، ويژگي فاقد اينرسي بودن مبدل واسط در مسائل مرتبط با پايداري گذرا و عملكرد غيريكپارچه مبدل واسط و ذخيره ساز انرژي الكتريكي متصل به آن جزء مسائل تحقيقاتي روز هستند كه در اين رساله سعي مي شود براي اين مشكلات، راهكارهايي ارائه گردد. در اين راستا و پس از انجام مطالعات لازم، پيشنهادهايي به منظور بهبود عملكرد ريزشبكه هاي تركيبي ارائه شده است. پيشنهاد اول شامل معرفي كنترل هاي مبتني بر افتي جديدي به منظور حذف توان و جريان گردشي بين مبدل هاي واسط موازي در حضور مقاومت هاي خطوط نابرابر است به گونه اي كه تسهيم توان دقيقي بين مبدل هاي موازي حاصل گردد. پيشنهاد دوم به بهبود راهكار كنترلي مبدل واسط براي ميرايي نوسانات توان و حفظ عملكرد مطلوب مبدل در شرايط وقوع خطاهاي نامتعادل با استفاده از كنترل هاي مبتني بر افتي چند بُعدي مي پردازد. پيشنهاد سوم شامل پياده سازي فن آوري سنكرونوتر براي مبدل هاي واسط به منظور افزايش اينرسي و ميرايي مجازي آن ها در حين پديده هاي گذرا است. در نهايت، پيشنهاد چهارم با ادغام كنترل هاي مبتني بر افتي دو بُعدي مجزاي مبدل واسط و ذخيره ساز انرژي الكتريكي متصل به آن، راهكار كنترلي جديدي براي دستيابي به عملكرد يكپارچه تر در مبدل هاي واسط دو طبقه اي ارائه مي دهد. عملكرد چهارچوب پيشنهادي با آزمايش آن بر روي ريزشبكه هاي تركيبي نمونه ارزيابي شده است.

1400/01/13

Power Control in a Hybrid Microgrid Using the Bidirectional Interlinking Converter

3/8/2021 12:00:00 AM

The increasing growth of distributed generations and the diversity of AC and DC loads in recent power grids has led to the emergence of AC, DC and hybrid microgrids. The design of an appropriate control system for the bidirectional interlinking converter (IC) in hybrid microgrids, as an interface between the two microgrids, has a great role in improving their performance. Although hybrid microgrids have lower power losses and higher efficiency compared with AC and DC microgrids, some challenges such as circulating power and current among parallel ICs, occurrence of unbalanced faults in the AC microgrid, inertia-less feature of ICs in transient stability related problems, and non-integrated performance of the IC equipped with an energy storage system (ESS) are some of the current research issues that this thesis tries to provide solutions to these problems. In this regard, after conducting the necessary studies, some suggestions are presented to improve the performance of hybrid microgrids. The first suggestion includes the introduction of new droop controls to eliminate circulating power and current among parallel ICs in the presence of unequal line resistances so that an accurate power sharing is estabilished among parallel converters. The second suggestion improves the control strategy of ICs to suppress power oscillations and maintain their optimal performance in the event of unbalanced faults using multidimensional droops. The third suggestion implements the synchronverter technique for ICs to increase their virtual inertia and damping during transient phenomena. Eventually, the fourth suggestion offers a new control strategy to achieve a more integrated performance in two-stage ICs by merging two separate 2-D droop controls of IC and its ESS. The performance of the proposed framework is evaluated by its testing on typical hybrid microgrids.

مبدل واسط , توان گردشي , ريزشبكه تركيبي , كنترل مبتني بر افتي چند بُعدي , اينرسي مجازي

Bidirectional interlinking converter (IC) , Circulating power , Hybrid microgrid , Multidimensional droop , Virtual inertia