پديد آورنده :
اماني پور، امين
عنوان :
بررسي و بهبود رفتار ديناميكي سيستم كنترل توان راكتيو اينورترهاي فتوولتائيك متصل به شبكه
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
سيستم هاي قدرت
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
يازده، 123ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد صادق گلسرخي اصفهاني
استاد مشاور :
محمد اسماعيل همداني گلشن
توصيفگر ها :
سيستم فتوولتائيك , كنترل توان راكتيو , اضافهولتاژ , مشخصهي دروپ , دروپ تأخيريافته
استاد داور :
احمدرضا تابش، جعفر قيصري
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/07/20
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/07/23
چكيده فارسي :
چكيده در اين پاياننامه سيستم كنترل توان راكتيو اينورترهاي فتوولتائيك كه هدف آنها جبران تغييرات ولتاژ ناشي از عدم ثبات توليد پنلهاي فتوولتائيك در طول شبانهروز و همچنين شارش معكوس توان ميباشد از نظر پايداري و عملكرد ديناميكي مورد ارزيابي قرار گرفته و بهبود داده ميشود با افزايش نفوذ سيستمهاي فتوولتائيك در شبكههاي توزيع به عنوان منابع توليد پراكنده چالشهايي بر شبكه تحميل ميگردد كه از جمله مهمترين آنها ايجاد اضافه ولتاژ در نقطهي اتصال سيستم با شبكه ميباشد از ابتداي افزايش استفاده از اين سيستمها در شبكههاي توزيع راههاي مختلفي همچون محدودسازي توان توليدي سيستمهاي فتوولتائيك تقويت شبكه استفاده از ترانسفورماتور تپچنجر تحت بار و تبادل توان راكتيو توسط اينورترهاي فتوولتائيك براي مقابله با تغييرات ولتاژ استفاده شدهاست در ساليان اخير استفاده از ظرفيت اينورترهاي فتوولتائيك براي تبادل توان راكتيو با شبكه به منظور تنظيم ولتاژ نقطهي اتصال مشترك با فيدر توزيع به دليل عدم استفاده از تجهيزات اضافه و همچنين سرعت عملكرد باال بيشتر از ساير روشها مورد توجه قرار گرفته است به منظور اينكه به صورت بهينه از ظرفيت اينورترهاي فتوولتائيك موجود در يك شبكهي توزيع براي يك تنظيم ولتاژ مطلوب استفاده شود الگوريتمهاي كنترلي مورد نياز هستند كه تا كنون در قالب روشهاي محلي و متمركز در مراجع گوناگون معرفي شدهاند كنترل محلي كه معموال از يك مشخصه تحت عنوان دروپ بهره ميبرد بر روي كنترلكنندهي اينورتر پيادهسازي شده و بر خالف روش متمركز كه نياز به زيرساخت مخابراتي براي انتقال دادهها دارد داراي سرعت عملكرد بيشتري مي باشد مشخصهي دروپ به صورت لحظهاي وظيفهي توليد توان راكتيو مرجع را براي كنترلكنندهي جريان اينورتر دارد براي اينكه سيستم دچار نوسان نشود و همچنين پايداري خود را حفظ نمايد الزم است توان راكتيو مرجع توليد شده توسط مشخصهي دروپ از يك فيلتر پايين گذر عبور كرده كه اين روش تحت عنوان دروپ تأخير يافته ارائه شده است با كند شدن ديناميك كنترل توان راكتيو اينورتر توسط فيلتر پايينگذر توانايي سيستم كنترل در مواجهه با اتفاقات سريع همچون گذر ابر كاهش يافته و همچينين يك باالزدگي ولتاژ در لحظهي افزايش توليد توان پنل ديده ميشود در مشخصهي دروپ مرسوم بيشينهي توان راكتيو اينورتر بسته به مقدار توان اكتيو و همچنين توان ظاهري نامي اينورتر در هر دورهي زماني محدود ميشود همچنين توان راكتيو مرجع بر حسب مقدار مؤثر ولتاژ در هر دورهي زماني محاسبه ميشود طبق اين روش توان ظاهري نامي به عنوان محدود كنندهي ظرفيت توان راكتيو اينورتر مد نظر بوده و به همين علت مقدار بيشينهي جريان اينورتر با تغييرات ولتاژ تغيير ميكند لذا در روشهاي مرسوم حساسيت اينورتر به اضافهجريان درنظر گرفته نشدهاست در اين پاياننامه روشي ارائه شدهاست كه ضمن تضمين پايداري سيستم داراي ديناميك سريع بوده و نه تنها فاقد باالزدگي ولتاژ است بلكه قابليت پاسخگويي به تغييرات سريع ولتاژ را دارا ميباشد عالوه براين در روش ارائه شده از يك مشخصهي جديد استفاده شده كه در آن حساسيت اينورتر به اضافه جريان لحاظ شدهاست بنابراين با اين كه هدف اصلي از ارائهي روش جديد بهبود حالت گذراي سيستم كنترل توان راكتيو است استفاده از اين روش موجب دستيابي به ولتاژ بهتري نسبت به روش قبل در حالت دائمي ميگردد براي نشاندادن عملكرد سيستم پيشنهادي و مقايسهي آن با روش مرسوم يك فيدر توزيع كه داراي چهار سيستم فتوولتائيك است در نرم افزار سيمولينك متلب شبيهسازي شدهاست همچنين قابل ذكر است كه براي دستيابي به نتايج دقيق و نزديك به واقعيت و همچنين بررسي تأثير اجزاي مختلف سيستم فتوولتائيك بر پايداري سيستم كنترل تمامي جزئيات اعم از اينورتر مبدل بوست و الگوريتم MPPT مدلسازي شدهاند كلمات كليدي سيستم فتوولتائيك كنترل توان راكتيو اضافهولتاژ مشخصهي دروپ دروپ تأخيريافته
چكيده انگليسي :
Reactive power control system dynamics of the grid connected PhotoVoltaic PV inverters evaluation and improvement Amin Amanipoor a amanipour@ec iut ac ir Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Dr Mohammad Sadegh Golsorkhi golsorkhi@cc iut ac ir AbstractIn this thesis the reactive power control system of the photovoltaic PV inverters provided to compensate voltagevariation of point of common coupling due to reverse power flow in distribution feeders has been evaluated andimproved in terms of stability and dynamic performance The increasing penetration of photovoltaic systems indistribution networks has imposed some challenges on the distribution network One of the most importantchallenges is the overvoltage at the connection point of the PV system Various methods have been suggested inliterature to mitigate the overvoltage including active power curtailment grid reinforcement on load tap changertransformers and exchanging reactive power by photovoltaic inverters In recent years photovoltaic inverters havebeen widely used to regulate the voltage of the point of common coupling with the distribution feeder due to thelower initial cost and fast dynamic response Therefore different control algorithms have been introduced in formof local and centralized methods to achieve the desired voltage regulation by exploiting the capacity ofphotovoltaic inverters in a distribution network The local controllers which usually use droop functions areimplemented on the inverter s controller It leads to a faster dynamic response compared to the centralizedmethods which require telecommunication infrastructure to transfer data Droop function is used in currentcontroller of the inverter to produce the reactive power reference instantaneously In order to avoid huntingbehavior in system as well as maintaining the system stability the reference reactive power of the inverter produced by Droop function should be passed through a low pass filter The method is presented as a particularmethod called delayed droop function As the dynamic performance of the inverter s reactive power controller isslowed down by the low pass filter the ability of the control system to response rapid events such as cloudtransitions will be deteriorated Besides a voltage swell appears at the time of increase in PV panel s generation In the conventional droop characteristic the maximum reactive power of the inverter depending on the amountof active power as well as the nominal apparent power of the inverter is limited in each sampling period and thereference reactive power is calculated according to the effective voltage value in each sampling interval According to this method the nominal apparent power is considered as a limiter of the reactive power capacity ofthe inverter Therefore the maximum current value is dependent on the voltage changes As a result inconventional methods the sensitivity of the inverter to over current is not considered In this thesis a novel methodis presented to ensure the system stability as well as offer fast dynamics Moreover the proposed method not onlydoesn t pose any voltage sag but also responds to rapid voltage changes instantly In addition the proposedmethod uses a new characteristic in which the inverter sensitivity to overcurrent is taken into consideration Therefore although the main purpose of presenting the new method is to improve the transient state of the reactivepower control system a better voltage waveform can be achieved in the steady state as well To demonstrate theperformance of the proposed system and compare it with the conventional method a distribution feeder with fourphotovoltaic systems is simulated in the MATLAB Simulink software A detailed PV model is developed whichincludes the inverter boost converter and MPPT algorithm is used to achieve accurate and near realistic resultsas well as to examine the effect of differe
استاد راهنما :
محمد صادق گلسرخي اصفهاني
استاد مشاور :
محمد اسماعيل همداني گلشن
استاد داور :
احمدرضا تابش، جعفر قيصري
