شماره ركورد
34602
پديد آورنده
زهرا مجد
عنوان
مديريت هماهنگ توان اكتيو و راكتيو با هدف كنترل ولتاژ در ريز شبكه
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
برق قدرت
سال تحصيل
1394
تاريخ دفاع
1404/06/12
استاد راهنما
محسن كلانتر
استاد مشاور
ندارم
دانشكده
برق
چكيده
ولتاژ باسهاي ريزشبكه در حالت جزيرهاي، به دليل نوسانات منابع انرژي تجديدپذير (RES) و اينرسي پايين واحدهاي توليد پراكنده (DG)، دچار نوسانات شديد ميشود. يكي از روشهاي متداول كنترل در ريزشبكههاي جزيرهاي، ساختار كنترل سلسلهمراتبي است كه در سه لايه عمل كرده و هدف آن تأمين امنيت، تعادل و بهرهبرداري بهينه از سيستم است. رساله حاضر با هدف مديريت هماهنگ توان اكتيو و راكتيو و تنظيم ولتاژ در ريزشبكه ارائه شده است. رويكرد اصلي اين پژوهش، مدلسازي رفتارهاي وابسته به ولتاژ اجزاي ريزشبكه از جمله بارها، DGهاي مجهز به كنترلكننده دروپ، سيستمهاي ذخيرهساز انرژي و منابع پاسخگويي بار است. اهداف اصلي رساله را ميتوان به شرح زير خلاصه كرد: الف) بهبود شاخصهاي وابسته به ولتاژ ريزشبكه از طريق كاهش نوسانات و نامتعادلي ولتاژ در باسهاي آن. ب) مديريت بهينه توان اكتيو و راكتيو در چارچوب كنترل سلسلهمراتبي و با در نظر گرفتن عدم قطعيتهاي توليد و مصرف. پ) دستيابي همزمان به اهداف اقتصادي و زيستمحيطي در كنار حفظ امنيت و كيفيت ولتاژ ريزشبكه.
براي دستيابي به اين اهداف، دو شاخص فني نوسانات ولتاژ و نامتعادلي ولتاژ كه از رفتار استاتيكي ريزشبكه استخراج شدهاند، به منظور ارزيابي و بهبود كيفيت ولتاژ باسها مورد استفاده قرار گرفتهاند. سيستم برنامهريزي پيشنهادي، عدم قطعيتهاي مربوط به توليد منابع تجديدپذير و مصرف بار را به دو روش تصادفي (SP) و بهينهسازي مقاوم توزيعي (DRO) در مدل لحاظ كرده و با استفاده از تكنيكهاي خطيسازي و روش برنامهريزي خطي آميخته عدد صحيح (MILP) بهينهسازي ميشود. مدلهاي ارائهشده به صورت چندهدفه و با بهرهگيري از روش محدوديت اپسيلون حل ميگردند.
ارزيابي روش پيشنهادي بر روي سه نوع ريزشبكهي AC متعادل، DC دوقطبي نامتعادل و هيبريد AC-DC نامتعادل در بازه زماني 24 ساعته انجام شده است. نتايج شبيهسازي نشان ميدهد اعمال توابع وابسته به ولتاژ در مدل، ميتواند نوسانات و نامتعادلي ولتاژ را به ترتيب تا حدود 60٪ و 40٪ كاهش دهد، در حالي كه هزينههاي روزانه ريزشبكه با افزايشي حدود 10٪ همراه است، اما با آلايندگي كمتر تجربه ميشود. جزئيات نتايج حاكي از كارايي و موفقيت روش پيشنهادي در دستيابي به اهداف تنظيم ولتاژ، پايداري و بهرهبرداري اقتصادي-زيستمحيطي است.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/12/14
عنوان به انگليسي
Coordinated active and reactive power management to regulate voltage in microgrid
تاريخ بهره برداري
9/4/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
زهرا مجد
چكيده به لاتين
Microgrids have been considered for years as a solution for independent load supply and the expansion of renewable energy sources (RES) alongside the enhancement of the intelligence of power systems. However, the fluctuations in RES production, combined with the low inertia of distributed generation (DG) units, lead to severe voltage variations within the microgrid. A hierarchical control structure, divided into three layers, manages and controls the microgrid. In this thesis, due to the islanded nature of the microgrid, only the primary and secondary layers of this structure are considered.
The approach of this thesis focuses on modeling the voltage˗dependent behaviors of microgrid components, such as loads, DGs equipped with droop controllers, energy storage systems, and demand response resources, to manage the voltage of the microgrid. The proposed management strategy, considering a centralized hierarchical control structure, adjusts the active and reactive power generation and the necessary reserves at both primary and secondary levels in a way that not only ensures the security of the microgrid through optimal voltage control but also aligns with the economic and environmental goals of the energy management system.
Two technical indicators for voltage fluctuations and voltage imbalance, derived from the static behavior of the microgrid, are used to evaluate and improve the voltage quality of the microgrid buses. In the presented modeling, the central controller of the microgrid can achieve optimal adjustment of the reference points for active and reactive power of the DG units while optimally regulating storage services, thereby addressing voltage recovery and management within a safe and economical framework. The formulation is presented in two forms: stochastic and robust distributed optimization.
The proposed model is solved using linearization techniques and relies on mixed˗integer linear programming. After optimization and conversion into a solvable model, the proposed models are solved in a multi˗objective manner using the epsilon constraint method. It should be noted that the proposed modeling has been simulated for three types of microgrids: AC, unbalanced DC, and unbalanced hybrid AC˗DC, with energy and storage resources planned over a 24˗hour period.
كليدواژه هاي فارسي
مديريت توان و ولتاژ در ريزشبكه، كنترل سلسله مراتبي، كنترل دروپ، نوسانات و نامتعادلي ولتاژ در ريزشبكهي دو قطبي جريان مستقيم و سه فاز جريان متناوب , كنترل سلسله مراتبي , نوسانات و نامتعادلي ولتاژ در ريزشبكهي دو قطبي جريان مستقيم و سه فاز جريان متناوب
كليدواژه هاي لاتين
Power and Voltage Management in Microgrids , Hierarchical Control , Voltage Fluctuations and Imbalance in Bipolar Direct Current Microgrid and Three˗Phase Alternating Current Microgrid
Author
Zahra Majd
SuperVisor
Mohsen Kalantar