کنترل و پایدار سازی سیستم توزیع در حضور منابع تولید پراکنده

در قرن جدید و با گسترش خصوصی سازی در صنعت، گرایش به استفاده از تولیدات پراکنده افزایش چشمگیری داشته است. میکروتوربین های گازی یکی از منابع تولید پراکنده می باشند که می توانند با ابعاد فیزیکی کوچک توان الکتریکی قابل توجهی را تولید می کنند. همچنین این تکنولوژی توانایی تولید برق مناسب برای مصرف کننده ی محلی را با راندمان بالا و سوخت پاک فراهم می کند. ولتاژ تولید شده بوسیله سیستم میکروتوربین گازی دارای فرکانس بالا بوده و نمی تواند مستقیماً به شبکه ی توزیع متصل گردد. برای کاهش فرکانس ولتاژ واتصال سیستم میکروتوربین به شبکه توزیع دو روش عمده وجود دارد. روش اول بکار گیری گیربکس و پایین آوردن سرعت میکروتوربین بصورت مکانیکی بوده و روش دوم که بدلیل حذف آلودگی صوتی و کاهش تلفات نسبت به روش اول ارجحیت دارد، استفاده از مبدل فرکانسی ac/dc/ac است که در پایان نامه ی حاضر مورد بررسی قرار گرفته است. در سیستم های تولید انرژی بوسیله ی میکروتوربین، گشتاور مکانیکی تولید شده بوسیله ی میکروتوربین بواسطه ی ژنراتور مغناطیس دائم pmsg به گشتاور الکتریکی تبدیل می شود، ولتاژ تولید شده بوسیله pmsg، دارای فرکانس بالا بوده که این ولتاژ ابتدا بوسیله ی یکسو کننده ی مبتنی بر تجهیزات الکترونیک قدرت و لینک dc یکسوسازی شده، سپس بوسیله ی اینورتر به ولتاژی که فرکانس اش با فرکانس شبکه ی توزیع متناسب است تبدیل می گردد. دراین پایان نامه معادلات فضای حالت میکروتوربین گازی متصل به شبکه به منظور مطالعه ی پایداری دینامیکی استخراج شده است و سپس این معادلات حول نقطه ی کار خطی سازی شده اند مبدل مورد استفاده در دارای چهار حلقه ی کنترلی می باشد که با افزودن سیگنال کنترلی تکمیلی به یکی از این حلقه ها پایداری دینامیکی سیستم بهبود داده شده و نوسانات پارامترهای مختلف سیستم کاهش داده شده است. برای تعیین بهترین ورودی برای اعمال سیگنال کنترلی و به منظور کاهش نوسانات و عملکرد صحیح کنترل کننده از آنالیز تجزیه ی مقادیر تکین (svd) استفاده شده است. کنترل کننده مورد استفاده در این پایان نامه از نوع پس فاز- پیش فاز (lead-lag) می باشد که برای تعیین مقادیر ضرایب آن از الگوریم بهینه سازی اجتماع ذرات (pso) استفاده شده است. نتایج شبیه سازی که با matlab/simulink،انجام گرفته اند کاهش نوسانات سرعت زاویه ای، زاویه ی بار، توان و غیره را در برابر اغتشاشات ورودی مکانیکی و الکتریکی بخوبی نشان می دهند.