6743

بررسي شبيه‌ساز پوياي بار‌هاي جريان مستقيم

97-98

دكتر ابوالفضل واحدي

چكيده فلسفه وجود شبيه‌ساز بار از اين نشأت مي‌گيرد كه در آزمايشگاه‌ها و يا در مراكز تحقيق، برخي از آزمايش‌ها بايد بر روي تجهيزات و وسايل گران‌قيمتي نظير باتري‌ها، خودرو‌هاي الكتريكي، سلول‌هاي فتو‌ولتائيك، ژنراتور‌هاي بادي، موتور‌هاي توان بالا و غيره صورت گيرد كه اول تهيه آن‌ها بسيار هزينه بر بوده و دوم ممكن بود در برخي از آزمايش‌ها اين تجهيزات آسيب ببينند و يا به طور كلي غير قابل استفاده شوند. اين دليل باعث مي‌شد كه بسياري از تحقيقات بر‌روي تجهيزات گران‌قيمت صورت نگيرد. لذا وجود يك وسيله كه بتواند مشخصه اين وسايل را با هزينه كمتر تقليد كند بسيار ضروري بوده و مي‌تواند كمك‌هاي بسياري را به مراكز تحقيقاتي برساند. در اين گزارش ابتدا يك شبيه‌ساز ساده معرفي مي‌شود كه ابزاري براي تست عملكرد شبكه برق با تقليد مشخصه بار‌هاي مختلف مانند بارهاي مسكوني تصادفي و ايستگاه هاي شارژ خودرو برقي مي‌باشد. علاوه بر اين، مي‌توان آن را در سيستم قدرت دريايي استفاده كرد كه به تقليد بار‌هاي پالسي مي‌پردازد. اين شبيه‌ساز بار به طور موثر يك منبع خودكار و قابل‌كنترل بوده و قادر به تبادل توان دو سويه با يك شبكه يا يك سيستم مبدل الكترونيك قدرت مي‌باشد. با استفاده از سيستم‌هاي الكترونيك‌قدرت انعطاف پذير رفتار هر‌باري شبيه‌سازي مي‌شود. با استفاده از اين سيستم به منظور بررسي عملكرد مناسب تجهيزات شارژ خودرو‌هاي برقي و ايستگاه‌هاي شارژ سريع، امكان شبيه‌سازي مشخصه‌هاي مختلف در طول عمليات شارژ تعداد نامحدودي وسيله نقليه وجود دارد، كه اين يك راه امن بوده و نياز به داشتن يك وسيله نقليه الكتريكي واقعي نيست و آسيبي به شبكه نيز وارد نمي‌شود. به راحتي مي‌توان تاثير تعداد شارژ خودرو‌هاي برقي بر‌روي شبكه را با اين وسيله بررسي كرده بدون اينكه آسيبي به شبكه وارد شود. با استفاده از اين شبيه‌ساز مي‌توان مشخصه جريان-ولتاژ ماژول PV بدون نياز به يك صفحه واقعي را در هر تابش خورشيد و دمايي و حتي در مواقعي كه هوا ابري و نامساعد است، شبيه‌سازي كرد. شبيه‌ساز PV داراي مزيت هاي هزينه كم، قابل حمل و پيكربندي دوباره است. اين وسيله مي‌تواند وابستگي تمام پارامترها در مدل را با توجه به تابش خورشيد و دما كنترل كند. شبيه ساز PV پويا با يك مبدل DC-DC كاهنده ساخته شده است و كنترل آن توسط كنترل حلقه بسته جريان متوسط صورت مي‌گيرد. در ابتدا يك مطالعه نظري و يك مدل رياضي از مدل PV آورده شده است سپس شبيه‌سازي شبيه‌ساز PV بر پايه مبدل كاهنده با استفاده از اين مبدل انجام شده است. بعد از آن مقايسه‌اي بين نتايج يك ماژول PV واقعي و شبيه‌ساز PV ارائه شده‌ و نتايج آن آورده شده است. الگوريتم شبيه‌ساز براي پيگيري شرايط عملياتي مورد نظر با استفاده از محيط سيمولينك-متلب با اندازه گام ثابت شبيه‌سازي شده و در گزارش آورده شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه الگوريتم عملكرد پويا و حالت ثابت بهبود يافته است. يك روش كنترل بر اساس يك روش كنترل فيدبك مقاومتي، كه به توليد نقطه عامل پايدار همگرا و سريع براي شبيه‌ساز PV پيشنهاد مي‌شود. نتايج تجربي به دست آمده نشان مي‌دهد كه شبيه‌ساز PV پيشنهاد شده قادر به تقليد مشخصه جريان-ولتاژ صفحات خورشيدي با دقت بالا است. همچنين شبيه‌ساز PV براساس يك مرجع حلقه بسته با استفاده از مدولاسيون پهناي پالس توسط مرجع جريان كنترل شده نتايج شبيه‌سازي و آزمايشگاهي آورده شده است كه نشان مي‌دهد كه مشخصه‌هاي جريان- ولتاژ شبيه‌ساز PV و ماژول PV واقعي با يكديگر هم‌خواني داشته و اين شبيه‌ساز به طور مستقل در شرايط آب و هوايي خارجي عمل مي‌كند. واژه¬هاي كليدي: شبيه‌ساز بار، خودرو‌هاي الكتريكي، سلول‌هاي فتو‌ولتائيك، بار‌هاي پالسي، شارژر سريع، وسايل نقليه الكتريكي، ماژول PV، شبيه‌ساز PV، مدولاسيون پهناي پالس

11/20/2019 12:00:00 AM

66354

1398/09/12