توصيفگر ها :
ريزشبكۀ چندگانه , مدلسازي ديناميكي , كاهش مرتبۀ مدل , مدل جعبه سياه شبكۀ خارجي , سامانۀ بادي , سيستم ذخيرهساز باتري
چكيده فارسي :
در سالهاي اخير مفهوم ريزشبكه بهعنوان بخشي از زيرساخت انرژي شبكۀ هوشمند مورد توجه قرار گرفته است.
بهمنظور بهبود قابليت اطمينان، حاشيۀ پايداري و انعطاف پذيري، ريزشبكهها ميتوانند بهيكديگر متصل شده و يك ريزشبكۀ چندگانه تشكيل دهند. يكپارچه سازي منابع انرژي پراكنده و تشكيل ريزشبكۀ چندگانه، چالشها و مشكلات فني مختلفي از جمله عدم قطعيت و توان متغيّر توليد پراكندۀ مبتني بر باد و خورشيد، كاهش اينرسي سيستم، كنترل پايداري ولتاژ و فركانس در حالت كار جزيرهاي و لزوم هماهنگسازي بين ريزشبكهها را ايجاد ميكند. مطالعۀ اثر اين مشكلات و ارائه راه حلهاي تحليلي مناسب، نيازمند دسترسي به مدلهاي مناسب و باجزئياتي است كه رفتار ديناميكي ريزشبكه و عناصر موجود در آن را بهخوبي مدل كُنَد. در اين پاياننامه، مدل باجزئيات منابع توليد پراكنده مثل سامانۀ بادي و سيستم ذخيرهساز باتري بههمراه مدل بار و خطوط شبكه ارائه و با يكپارچهسازي اين مدلها، مدل يك ريزشبكۀ چندگانه حاصل ميشود.
با گسترش ابعاد ريزشبكه، استفاده از مدلهاي باجزئيات و مرتبۀ بالا، مُنجر به افزايش بار محاسبات و مدت زمان لازم براي انجام شبيهسازي شده و ارزيابي مشخصات ديناميكي اين سيستمها را دشوار ميكُند. در هنگام مطالعه روي يك ريزشبكۀ خاص، ميتوان ريزشبكه و عناصر خارجي را با مدلهاي سادهتري جايگزين نمود. بههمين منظور در اين پاياننامه، يك مدل كاهش مرتبه براي ريزشبكههاي خارجي تحت عنوان «جعبه سياه شبكۀ خارجي» ارائه شده است. در اين روش ريزشبكههاي خارجي بوسيلۀ جعبه سياهي كه با استفاده از روش شبكۀ عصبي برونزاد خودپندارندۀ غيرخطي
(NARX)
آموزش داده شدهاند، جايگزين ميشوند. براي هرريزشبكه، دوشبكۀ عصبي مربوط به توان اكتيو و راكتيو تزريقي، بهنامهاي
NN-P
و
NN-Q
با استفاده از دادههاي بهدست آمده از شبيهسازي مدل باجزئيات آموزش داده شده و مقادير تخميني خروجي آنها به صورت يك منبع جريان كنترلشونده در باس مرزي ريزشبكه تزريق ميشوند. كارآمدي مدل كاهش مرتبه يافتۀ ارائه شده بوسيلۀ مقايسه با نتايج حاصل از مدل باجزئيات بررسي ميشود.
چكيده انگليسي :
In recent years, the concept of microgrid has gained attention as part of the energy infrastructure of smart grids. To improve reliability, stability margins, and flexibility, microgrids can interconnect to each other and form a multiple microgrid system. The integration of distributed energy resources and the formation of a multiple microgrid system create various technical challenges and issues, including uncertainty and variable power from wind and solar-based distributed generation, reduction of system inertia, voltage and frequency stability control in islanded operation, and the need for coordination among microgrids. Studying the effects of these problems and providing suitable analytical solutions requires access to appropriate and detailed models that accurately represent the dynamic behavior of the microgrid and its components. In this thesis, a detailed model of distributed generation resources such as DFIG wind turbines and battery storage systems, along with load models and network lines, is presented, and by integrating these models, a multi-microgrid model is obtained. With the expansion of microgrid dimensions, the use of detailed and high-order models leads to an increase in computational burden and the time required for simulations, making it difficult to evaluate the dynamic characteristics of these systems. When studying a specific microgrid, the external microgrids and its elements can be replaced with simpler models. For this purpose, this thesis presents a reduced-order model for external microgrids titled "Black Box External Grid". In this method, external microgrids are replaced by a black box model that has been trained using a nonlinear exogenous self-organizing neural network method (NARX). For each microgrid, two neural networks related to the injected active and reactive power, named NN-P and NN-Q, are trained using data obtained from the detailed model simulation, and their estimated output values are injected as a controllable current source at the boundary bus of the microgrid. The effectiveness of the proposed reduced-order model is evaluated by comparing it with the results obtained from the detailed model.