کنترل غیر خطی پیل سوختی در حالت اتصال به شبکه

نگرانی های زیست محیطی به دلیل تولید گازهای آلوده توسط منابع تولیدکننده برق و نیاز رو به افزایش انرژی برق در دنیا، توجه زیادی را به تولید پراکنده برق معطوف کرده است. پیل سوختی از جمله منابع تولید پراکنده برق می باشد که به دلیل بازدهی بالا، تولید انرژی پاک و نشر بسیار کم گازهای آلوده در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به منظور اتصال پیل سوختی به شبکه برق، مبدل های الکترونیک قدرت مورد نیاز هستند. معمولا یک مبدل dc/dc برای بالا بردن سطح ولتاژ خروجی پیل سوختی و یک مبدل dc/ac برای تبدیل به ولتاژ سه فاز استفاده می شوند. با طراحی کنترل کننده های مناسب برای این مبدل ها، سیستم می تواند ولتاژ خروجی دلخواه و یا توان های اکتیو و راکتیو مورد نیاز در شبکه ac را فراهم کند. کنترل کننده های طراحی شده باید به گونه ای باشند که در برابر نوسانات مقاوم بوده و با وجود عدم قطعیت های موجود در مدل در بازه کاری وسیعی بتوانند جوابگو باشند. همچنین توانایی حذف اغتشاش های وارد شده به سیستم را داشته باشند. بدین منظور در این پایان نامه به طراحی کنترل کننده های مقاوم برای مبدل های سیستم حاوی پیل سوختی با استفاده از روش های نامساوی ماتریسی خطی (lmi)، روش fuzzy-lmi و روش مد لغزشی تطبیقی پرداخته شده است. در روش اول، پارامتر های بار و امپدانس خط به عنوان پارامتر های دارای عدم قطعیت در نظر گرفته شده و مدل چند ضلعی محدب برای مبدل ها ارائه می شود. سپس برای رسیدن به معیار های مطلوب در پاسخ خروجی مانند پایداری، مشخصات پاسخ گذرا و حذف اغتشاش، از تکنیک lmi در طراحی کنترل کننده ها استفاده می گردد. در روش دوم، مدل فازی t-s برای مبدل ها بیان شده و قوانین فازی برای آنها ارائه می گردد. در این روش فرض می شود که همه متغیر های حالت سیستم در دسترس نیستند. بنابراین با استفاده از تکنیک fuzzy-lmi علاوه بر طراحی کنترل کننده، تخمینگر حالت نیز برای مدل فازی سیستم طراحی می شود. در روش سوم، برای رسیدن به خروجی های مطلوب ولتاژ و توان، سطوح لغزشی مناسبی تعریف شده و از کنترل کننده مد لغزشی تطبیقی استفاده می گردد. در این روش، با در نظر گرفتن پارامتر های نامعلوم بار و امپدانس خط از تکنیک تطبیقی برای تخمین آنلاین پارامتر ها استفاده می شود. با استفاده از قضیه لیاپانف علاوه بر اثبات پایداری، قانون بروز رسانی پارامتر ها نیز محاسبه می شود. به منظور شبیه سازی، دو نوع از انواع پیل های سوختی، pemfc و sofc، در نظر گرفته شده است. نتایج شبیه سازی ها بیانگر این موضوع است که کنترل کننده های اعمال شده به میزان بسیار مطلوبی پاسخ سیستم را بهبود بخشیده اند.