توصيفگر ها :
ريزشبكه , كنترل فركانس , كنترل سلسله مراتبي , كنترل اينرسي مجازي
چكيده فارسي :
در سال‌هاي اخير با توجه به كاهش ذخاير سوخت‌هاي فسيلي و آلودگي‌هاي ناشي از مصرف اين سوخت‌ها، استفاده از منابع توليد پراكنده افزايش‌يافته است. ريزشبكه راهكاري است كه براي مقابله با مشكلات ناشي از يكپارچه‌سازي واحدهاي توليد پراكنده در شبكه‌هاي توزيع ارائه‌شده است.
كنترل سلسله مراتبي، روشي است كه براي كنترل ريزشبكه‌ها استفاده مي‌شود و از چند سطح تشكيل‌شده است. در كنترل سلسله مراتبي ريزشبكه‌ها، سه سطح كنترل اوليه، ثانويه و ثالثيه وجود دارد. سطح كنترل اوليه از حلقه‌هاي كنترل داخلي و كنترل دروپ تشكيل‌شده است. كنترل دروپ سبب ايجاد انحراف فركانس مي‌شود كه براي جبران اين انحراف از كنترل ثانويه استفاده مي‌شود. كنترل ثانويه داراي دو نوع كنترل ثانويه مركزي و كنترل ثانويه توزيع‌شده است كه يكي از انواع كنترل ثانويه توزيع‌شده، كنترل اجماع است.
اينرسي منابع توليد پراكنده در مقايسه با ژنراتورهاي سنكرون، بسيار كم است. درنتيجه با وقوع خطا يا عدم تعادل بار و توليد، در شبكه‌اي كه تعداد قابل‌توجهي منبع توليد پراكنده وجود دارد، نرخ تغييرات فركانس بالا است. يك راه‌حل براي جلوگيري از نرخ تغييرات فركانس بالا در اين شبكه‌ها، ايجاد اينرسي اضافي به‌صورت مجازي است.
در اين پايان‌نامه در ابتدا ساختار كنترل سلسله مراتبي و كنترل اينرسي مجازي معرفي مي‌شود تا با چالش‌هاي انحراف فركانس و نرخ تغييرات فركانس بالا مقابله شود و پايداري فركانس تضمين گردد. در ادامه، براي يك ريزشبكه نمونه كه داراي منابع توليد پراكنده است، مطالعات موردي مختلف با شبيه‌سازي در نرم‌افزار سيمولينك متلب بررسي مي‌شوند. در ابتدا تنها از سطح كنترل اوليه در كنترل سلسله مراتبي استفاده مي‌شود و نتايج آن بررسي مي‌شوند. سپس يك بار كنترل سلسله مراتبي كه داراي هر دو سطح كنترل اوليه و ثانويه است و بار ديگر كنترل اينرسي مجازي براي كنترل ريزشبكه استفاده مي‌شوند. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه اين دو كنترل، به ترتيب چالش‌هاي انحراف فركانس و نرخ تغييرات فركانس بالا را بهبود مي‌بخشند. در انتها با در نظر گرفتن كنترل اينرسي مجازي به‌عنوان يك سطح كنترل اوليه و اضافه كردن سطح كنترل ثانويه در كنترل سلسله مراتبي به آن، يك كنترل جديد ايجاد مي‌شود. نتايج شبيه‌سازي اين كنترل جديد نشان مي‌دهد كه هر دو چالش انحراف فركانس و نرخ تغييرات فركانس بالا، به‌طور همزمان بهبود مي‌يابند.
چكيده انگليسي :
In recent years, due to the reduction of fossil fuel reserves and the pollution caused by the consumption of these fuels, the use of distributed generation sources has increased. Microgrid is a solution to deal with problems caused by the distributed generation sources units in distribution networks.
Hierarchical control is a method used to control microgrids and consists of several levels. In the hierarchical control of microgrids, there are three levels of primary, secondary and tertiary control. The primary control level consists of internal control loops and droop control. Droop control causes frequency deviation, which secondary control is used to compensate for this deviation. Secondary control has two types of central secondary control and distributed secondary control, one of the types of distributed secondary control is consensus control.
The inertia of distributed generation sources is very low compared to synchronous generators. As a result, with the occurrence of a fault or an imbalance of load and production, in a network where there is a significant number of distributed generation sources, the rate of change of frequency is high. A solution to avoid high rate of change of frequency in these networks is to create additional inertia virtually.
In this thesis, the structure of hierarchical control and virtual inertia control is introduced in order to deal with the challenges of frequency deviation and high rate of change of frequency and ensure frequency stability. In the following, for an example microgrid that has distributed generation sources, different case studies are investigated by simulation in Simulink/MATLAB software. At first, only the primary control level is used in hierarchical control and its results are checked. Then hierarchical control that has both primary and secondary control levels and virtual inertia control are used to control the microgrid. The simulation results show that these two controls improve the challenges of frequency deviation and high rate of change of frequency, respectively. At the end, considering the virtual inertia control as a primary control level and adding the secondary control level in hierarchical control to it, a new control is created. The simulation results of this new control show that both the frequency deviation challenge and the high rate of change of frequency are improved simultaneously.
