مدلسازی و کنترل منابع ذخیره سازی انرژی با سیستمولتاژ نوری در میکروشبکه ها

چکیده در این پایان نامه یک میکرو شبکه با حضور آرایه فتوولتائیک ، شبکه ، بانک باتری ، ابر خازن ، سیستم ذخیره سازی ابر رسانا و بار نا متعادل در حالت های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدای کار آرایه فتوولتائیک مدل سازی شده است . برای مدل کردن آرایه فتوولتائیک ، دو روش مدل ریاضی و مدل الکتریکی وجود دارد. در مدل ریاضی که در سال 1994 توسط شخصی با نام lorenzo ابداع شده است ، جریان ماژول فتوولتائیک در شرایط عملکرد اختیاری از طریق یک رابطه ریاضی به دست می آید. مزیت مدل ریاضی نسبت به مدل دیگر ، سادگی آن می باشد ، اما باید در نظر داشت که مدل ریاضی نتایج دقیقی نمی دهد. مدل الکتریکی به وسیله قرار دادن مدل الکتریکی سلول به جای هر سلول به دست می آید. روش الکتریکی نتایج دقیقی به دست می دهد اما از آنجا که این روش ، بسیار سخت می باشد ، کمتر مورد استفاده قرار گرفته است. در این پایان نامه برای بدست آوردن نتایج بهتر و دقیقتر ، از روش الکتریکی برای مدل کردن آرایه فتوولتائیک استفاده شده است. برای اینکه آرایه فتوولتائیک بتواند ماکزیمم توان قابل تولید خود را در هر شرایطی تولید کند ، نقطه کار آرایه فتوولتائیک توسط الگوریتم های دنبال کننده ، کنترل شده است . برای این منظور از الگوریتم های p&o وinccon استفاده شده است. برای اطمینان از نتایج الگوریتم های mppt ، با استفاده از روابط ریاضی ، نقطه کار دقیق آرایه فتوولتائیک در شرایط mpp به دست آمده است. به وسیله یک مبدل dc/dc افزاینده ، آرایه فتوولتائیک در شرایط mpp مورد بهره برداری قرار می گیرد. در این پایان نامه میکرو شبکه در شرایط بهره برداری مستقل از شبکه (off-grid) و متصل به شبکه مورد بررسی قرار گرفته است . در بهره برداری off- grid ، میکرو شبکه یک بار ac نامتعادل را تغذیه می کند. برای تامین توان بار در طول شب از ذخیره سازهای انرژی استفاده شده است . این سیستم به صورت گسترده در مناطق دور از شبکه مورد استفاده قرار می گیرد. در این نوع سیستم توان اضافی تولید شده توسط آرایه فتوولتائیک در طول روز در ذخیره سازهای انرژی ذخیره شده وآن ها را شارژ می کند و در زمان هایی از شبانه روز که توان تولید شده کمتر از توان مورد نیاز بار باشد ذخیره سازهای انرژی دشارژ شده و کمبود توان را جبران می کنند. که در این پایان نامه استفاده از ذخیره سازهای انرژ ی مختلف ( بانک باتری ، ابر خازن، سیستم ذخیره سازی ابر رسانا) مورد بررسی قرار گرفته است. در بهره برداری on-grid ، میکروشبکه علاوه بر آرایه فتوولتائیک و ذخیره سازهای انرژی به شبکه سراسری نیز متصل می باشد ، که به صورت گسترده در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد. در این نوع سیستم ها، در طول روز آرایه فتوولتائیک توان بار را تامین می کند و توان اضافی تولیدی پس از مقداری شارژ ذخیره سازهای انرژی به شبکه تزریق می شود. اگر در طول روز توان تولیدی آرایه فتوولتائیک و ذخیره سازهای انرژی کمتر از توان مورد نیاز بار باشد کمبود توان توسط شبکه جبران می شود. در طول شب که توان تولیدی آرایه فتو ولتائیک صفر می باشد و توان بار توسط ذخیره سازهای انرژی تامین می شود ، اگر پس از گذشت مدت زمانی توان ذخیره شده در ذخیره سازها تمام شود و کاملا دشارژ شوند ، در ادامه شب شبکه توان بار را تامین می کند. نوآوری این پروژه ، استفاده از استراتژی های کنترلی نو برای مبدل های استفاده شده در قسمت های مختلف سیستم میکروشبکه می باشد. مدل دینامیکی هر کدام از ساختار های فوق در نرم افزار pscad/emtdc شبیه سازی و مورد بررسی قرار گرفته شده است.