18238

2020 دكتري

دكتري

كنترل

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1401

پانزده، 132ص.: مصور، جدول، نمودار

1401/12/02

كتابنامه

مهندسي برق

مهندسي برق و كامپيوتر

1401/12/02

2902776

مسائل روزافزون زيست‌محيطي و همچنين كاهش ذخاير سوخت‌هاي فسيلي در طي چند سال گذشته، توجهات زيادي را به سمت شبكه‌هاي هوشمند انرژي سوق داده است. در اين ميان، با پيشرفت‌ تكنولوژي در ساخت واحدهاي توليد پراكنده و ادوات الكترونيك قدرت، ريزشبكه‌ها به مفهومي كليدي در شبكه‌هاي هوشمند انرژي تبديل شده‌اند. افزايش قابليت اطمينان، كاهش تلفات و توليد انرژي پاك برخي از مزاياي بهره‌برداري از ريزشبكه‌ها در مقايسه با شبكه‌هاي سنتي هستند. اما در مقابل، ساختار غيرمتمركز و اينرسي ضعيف‌تر آن‌ها نسبت به شبكه‌هاي سنتي نيز از جمله‌ چالش‌هاي بهره‌برداري آن‌ها به حساب مي‌آيند. با توجه به افزايش ضريب نفوذ منابع توليد پراكنده و ريزشبكه‌هاي جزيره‌اي، در اين رساله به بحث و ارائه‌ي راه‌حلي در مورد مسئله‌ي تأثير بارهاي غيرخطي و نامتعادل در شرايط وجود عدم قطعيت‌ها‌ي مدل‌سازي پرداخته مي‌شود. در ريزشبكه‌هاي جزيره‌اي، افت ولتاژ بر روي خطوط انتقال مي‌تواند به طور مستقيم بر كيفيت ولتاژ و مسئله‌ي تسهيم توان تأثيرگذار باشد. اين پديده به طور خاص در شرايط وجود بارهاي غيرخطي اهميت دو چنداني پيدا مي‌كند؛ چراكه افت ولتاژ نيز غيرخطي خواهد بود. از همين رو، اين رساله با پيشنهاد يك ساختار كنترلي مقاوم و يكپارچه‌ي مبتني بر تخمين غيرمستقيم ولتاژ نقطه‌ي اتصال مشترك، به ارائه‌ي راه حلي جهت كنترل ولتاژ و تسهيم توان در ريزشبكه‌هاي جزيره‌اي مي‌پردازد. اين ساختار كنترلي با رويكردي متفاوت نسبت به ولتاژ نقطه‌ي اتصال مشترك و معرفي آن به عنوان سيگنال شبه‌اغتشاش، با به كارگيري رويت‌گر اغتشاش متداول و جبران‌شده، اقدام به جبران رفتار ناخواسته‌ي امپدانس خطوط انتقال در حضور بارهاي غيرخطي و نامتعادل مي‌كند. بر مبناي مشخصه‌ي مقاوم ايجاد شده در كنترل ديناميك سيستم، الگوريتم تسهيم توان مقاومي نيز بر مبناي مشخصه‌ي دروپ ولتاژ-جريان معرفي مي‌گردد. درنهايت با تركيب بخش‌هاي مختلف، ساختاري يكپارچه ايجاد مي‌شود. در اين رساله از تحليل پايداري و مقاومت چندمتغيره جهت تحليل عملكرد ساختار كنترلي استفاده شده است. همچنين نتايج شبيه‌سازي و پياده‌سازي عملي جهت اعتبارسنجي ساختار پيشنهادي در شرايط بهره‌برداري ارائه گرديده است.

During the past decade, the increasing environmental issues and the reduction of fossil fuel reserves have drawn considerable attention to smart energy networks. In the meantime, with the advancement of technology in the construction of distributed generation units and power electronics, microgrids have become a key concept in smart energy networks. Increasing reliability, reducing losses, and producing clean energy are some of the advantages of using microgrids compared to conventional networks. But on the other hand, their distributed structure and weaker dynamics compared to traditional networks are also among the challenges of their exploitation. Considering the importance of using islanded microgrids, this thesis discusses and presents a solution to the problem of the effect of nonlinear and unbalanced loads in the presence of modeling uncertainties. In islanded microgrids, the voltage drop on the feeding lines can cause undesirable effects both on voltage quality and power sharing. This phenomenon is more considerable, especially in the presence of nonlinear loads; Because the voltage drop will also be nonlinear. To harness the undesirable behavior of the line impedance, an integrated robust control scheme based on the voltage of point of common coupling observation and a novel current sharing method is proposed in this thesis. In this strategy, the controller is cracked down into fundamental and harmonic frequency domains to provide both voltage quality and power sharing requirements. Multivariable stability and robustness analysis are conducted to examine the performance of the proposed controller. Simulation results on a benchmark microgrid and experimental results on a two-unit microgrid are also presented to verify the performance of the proposed control strategy for LV islanded microgrids with uncertain feeder line models and nonlinear and unbalanced loads.

محمداسماعيل همداني گلشن , جعفر قيصري

محمداسماعيل همداني گلشن , احمدرضا تابش , مهدي قلي پور