طراحی کنترل کننده مقاوم در سیستم هیبرید پیل سوختی اکسید جامد (sofc)و توربین گاز

نگرانی های زیست محیطی، تقاضای روز افزون جهت تولید بیشتر توان الکتریکی و همچنین محدودیت های موجود در سیستم های قدرت اعم از نصب خطوط انتقال جدید جهت انتقال توان به مصرف کننده های در فواصل طولانی و نیز مسائلی که بدنبال موضوع تجدیدساختار در سیستم های قدرت پیش آمد، موجب گردید تا استقبالی چشمگیر از بحث تولید پراکنده صورت پذیرد. این تمایل، مخصوصاً متوجه منابع تولید پراکنده با انرژی جایگزین و انتشار کم گازهای آلاینده همچون پیل سوختی و توربین های گاز می باشد. از میان پیل های سوختی، پیل سوختی اکسید جامد بدلیل دمای کاری بالا و نیز دمای بالای گازهای خروجی از اگزوز، گزینه مناسبی جهت هیبرید نمودن با توربین های گاز محسوب می گردد. این سیستم هیبرید، ضمن در نظر گرفتن محدودیت های فیزیکی حاکم بر سیستم، می بایست توان مورد تقاضا را نیز برآورده نماید. از اینرو، موضوع کنترل این سیستم حائز اهمیت می باشد. در این پایان نامه، سه کنترل کننده برای سیستم تحت مطالعه مورد استفاده قرار گرفته که با بهره گیری از کنترل کننده pid، دو تا از این کنترل کننده ها از نوع p بوده و جهت کنترل ضریب مصرف سوخت و نیز کنترل نسبت سوخت به هوای ورودی پیل سوختی اکسید جامد مورد استفاده قرار گرفته و کنترل کننده دیگر، از نوع pi می باشد و به منظور کنترل توان اکتیو پیل سوختی اکسید جامد به کار گرفته شده است. بر اساس مدلی معتبر برای پیل سوختی اکسید جامد، سیستم هیبرید با توربین گازی که بصورت یک مدل ریاضی مدل گردیده است، بدست می آید. در این سیستم، پیل سوختی اکسید جامد از طریق یک اینورتر و ترانسفورماتور افزاینده به شبکه بی نهایت متصل می باشد. ژنراتور سنکرونی که به توربین گاز کوپل گردیده است، توان اضافی تولید نموده و به شبکه بی نهایت تحویل می دهد. جهت بدست آوردن ضرایب بهینه کنترل کننده pi مقاوم از الگوریتم بهینه سازی de و بر مبنای شاخص عملکرد زمان- قدر مطلق خطا ( itae ) بهره گرفته شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان دهنده عملکرد مقاوم و بهینه کنترل کننده ها با توجه به تغییرات نقاط کار، پارامترها و نیز وقوع خطای اتصال کوتاه سه فاز می باشد.