شماره ركورد
34890
پديد آورنده
محدحسن گندمي
عنوان
بهبود يك سيستم فوتوولتاييك با اتصال به ذخيره ساز مغناطيسي ابررسانا
مقطع تحصيلي
كارشناسيارشد
رشته تحصيلي
سيستمهاي قدرت برق
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1405/02/09
استاد راهنما
دكتر حسين حيدري
استاد مشاور
-
دانشكده
برق
چكيده
چكيده
در اين پژوهش، يك سيستم فتوولتاييك (PV ) هيبريدي نوين با هدف بهبود استخراج توان بيشينه و افزايش پايداري ديناميكي سيستم طراحي و شبيهسازي شده است. ساختار پيشنهادي بر پايهي دو كنترلكنندهي هوشمند بنا شده است كه به صورت تركيبي عملكرد سيستم را بهينه ميسازند. در گام نخست، از يك كنترلكنندهي Backstepping براي انجام فرآيند رديابي نقطه توان بيشينه (MPPT ) استفاده شده است. اين كنترلكننده با تكيه بر مدل غيرخطي سيستم و بهرهگيري از اصول طراحي پلهاي قادر است ولتاژ و جريان خروجي ماژول فتوولتاييك را بهگونهاي تنظيم نمايد كه حداكثر توان در شرايط مختلف تابش و دماي محيط استخراج شود.
در گام دوم، براي بهبود پايداري توان و كاهش نوسانات ولتاژ در خروجي سيستم، يك سيستم ذخيرهساز انرژي مغناطيسي ابررسانا (SMES ) به ساختار افزوده شده است. كنترل تزريق و برداشت توان ازSMES بهوسيلهي يك كنترلكننده فازي تطبيقي انجام ميشود كه به صورت بلادرنگ ضرايب كنترلكنندهي PID را تنظيم ميكند. اين كنترلكننده فازي بر اساس خطاي ولتاژ و نرخ تغيير آن، مقادير بهينهي ضرايب تناسبي، انتگرالي و مشتقي را توليد كرده و در نتيجه توان تزريقي SMES به شبكه را طوري تنظيم مينمايد كه نوسانات ولتاژ و توان خروجي سيستم كاهش يافته و پايداري كلي بهبود يابد.
نتايج نشان ميدهند كه استفادهي تركيبي از كنترلكنندهي Backstepping براي رديابي توان بيشينه و كنترلكنندهي فازي براي تنظيم تطبيقي PID در حضور SMES، موجب بهبود كيفيت توان و پايداري ديناميكي سيستم در شرايط گذرا در شرايط گذرا، كاهش ريپل توان و بهبود پايداري ولتاژ خروجي ميگردد. در مقايسه با روشهاي متداول MPPT و كنترل كلاسيك PID، روش پيشنهادي پاسخ سريعتر، خطاي ماندگار كمتر و پايداري ديناميكي بهتري از خود نشان داده است. اين ساختار ميتواند به عنوان روشي مؤثر براي مديريت انرژي در سامانههاي فتوولتاييك هيبريدي و ريزشبكهها مورد استفاده قرار گيرد.
واژههاي كليدي:
فتوولتاييك، سيستم ذخيرهساز انرژي مغناطيسي ابررسانا، كنترلكننده فازي تطبيقي
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/03
عنوان به انگليسي
Improvement of a Photovoltaic System Connected to a Superconducting Magnetic Energy Storage
تاريخ بهره برداري
5/7/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محمدحسن گندمي
چكيده به لاتين
Abstract
In this research, a novel hybrid photovoltaic (PV) system is designed and simulated with the aim of improving maximum power extraction and increasing dynamic stability. The proposed structure is based on two intelligent controllers that jointly optimize system performance. In the first step, a Backstepping controller is employed for maximum power point tracking (MPPT). Relying on the nonlinear system model and utilizing step by step design principles, this controller adjusts the output voltage and current of the PV module so that the maximum power is extracted under varying irradiation and ambient temperature conditions.
In the second step, a Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES) system is added to the structure to improve power stability and reduce output voltage fluctuations. The control of power injection/absorption from the SMES is performed by an adaptive fuzzy controller that adjusts the PID controller coefficients in real time. Based on voltage error and its rate of change, this fuzzy controller generates optimal values for the proportional, integral and derivative gains, thus regulating the SMES injected power so that output voltage and power fluctuations are reduced and overall stability is improved.
The results show that the combined use of the Backstepping controller for maximum power tracking and the fuzzy controller for adaptive PID tuning in the presence of the SMES enhances power quality and dynamic stability under transient conditions, reduces power ripple and improves output voltage stability. Compared with conventional MPPT methods and classical PID control, the proposed approach exhibits faster response, lower steady state error and better dynamic stability. This structure can be used as an effective energy management strategy for hybrid photovoltaic systems and microgrids.
Keywords: Photovoltaic, Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES), adaptive fuzzy PID controller.
كليدواژه هاي فارسي
فتوولتاييك , سيستم ذخيرهساز انرژي مغناطيسي ابررسانا , كنترلكننده فازي تطبيقي
كليدواژه هاي لاتين
Photovoltaic , Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES) , adaptive fuzzy PID controller.
Author
MohammadHasan Gandomi
SuperVisor
Dr.Hossein Heydari