کاربرد روشهای کنترل توان واحد (upc) و کنترل توان عبوری فیدر (ffc) در بهره برداری از ریزشبکه ها

یک ریزشبکه قسمتی از شبکه توزیع است که از تعدادی واحد تولید پراکنده (dg) و بارهای متصل به آن تشکیل شده است و می تواند در دو حالت متصل به شبکه (مود موازی) و یا مستقل از آن (مود جزیره ای) عمل کند. طیف فن آوری-های مطرح در ساختار dgهای ریزشبکه بسیار گسترده است و برقراری اتصال بسیاری از این فن آوری ها با شبکه برق، نیازمند واسط های اینورتری است (ei-dg). در این میان و مشابه سیستم های قدرت مرسوم، یکی از شاخص های اصلی در بهره برداری ریزشبکه ها کنترل فرکانس-توان اکتیو است که عملی ساختن آن نیاز به ایجاد هماهنگی میان dgها دارد. مطالعات گسترده در این زمینه دو دسته راهکار ارائه می دهند، دسته اول نیاز به ارتباطات مخابراتی با پهنای باند بالا دارند. و دسته ای دیگر مشابه سیستم های قدرت مرسوم از روش های مبتنی بر دروپ استفاده می کنند. در این پایان نامه برای تنظیم توانِ اکتیوِ تولیدیِ مولدهایِ فرمان پذیر از دو روش مبتنی بر دروپ با نام های کنترل توانِ واحد (upc) و کنترل توانِ عبوریِ فیدر (ffc) استفاده شده است. این روش ها قادرند توان اکتیوِ درخواستی را به تناسب ظرفیت dgهای موجود میان آنها تقسیم کنند، ضمن اینکه بستری را فراهم می سازند که توسعه ریزشبکه نیازی به بازنگری اساسی در سیستم کنترل نداشته باشد. با در نظر گرفتن ترکیب هایی متفاوت از دو روش upc و ffc برای آرایش های سری و موازی dgها اصول تقسیم توان تحقیق شده است. مولدهای فرمان پذیر مورد بررسی اینورتری هستند و در حالیکه مدار قدرت سمت ac آنها از اتصال یک فیلتر به اینورتر منبع ولتاژ ساخته می شود، سمت dc آنها به یک منبع ولتاژ ثابت وصل است. تقاضای راکتیو بارهای ریزشبکه نیز با استفاده از روش مرسوم دروپ میان مولدهای محلی تقسیم می گردد. هدف از اعمال دروپ کنترل برای توان راکتیو، تنظیم ولتاژ شینه های محل نصب مولدها در مقدار نامی است. این رساله با معرفی ریزشبکه ها شروع و در ادامه انواع روش های ممکن برای کنترل مولدهای اینورتری و روش برگزیده این پایان نامه توصیف می شوند. سپس در بخش اول از فصل سوم، با بیان مبانی لازم دو روش upc و ffc و قابلیت هایشان تشریح می گردند. بررسی های بخش اول نشان می دهند که در ریزشبکه ای جزیره ای با مولدهای فرمان-پذیر اگر همه مولدها به روش upc کنترل شوند، هر تغییری در بار، فرکانس ریزشبکه را تغییر خواهد داد. در ادامه و به عنوان اولین نوآوری، نخست ساختار بهبود یافته ای از روش upc ارائه می گردد که هدفش تنظیم همیشگی مقدار نامی برای فرکانس چنین ریزشبکه ای است. سپس به عنوان دومین نوآوری، ساختار جدیدی جهت بهبود کارایی روش ffc پیشنهاد می شود که در آن مولفه هایی از مشتق توان های اکتیو و راکتیو تبادل شده توسط اینورتر اضافه شده است. در حالیکه استفاده از ساختار پایه ی روش ffc در سیستمِ تقسیمِ توان پاسخ دائمیِ مناسبی را عرضه می دارد، استفاده از این ساختار جدید به صورت همزمان پاسخ دائمی و گذرایِ سیستمِ تقسیمِ توان را ارتقا می دهد. راست آزمایی ساختارهای پایه یِ روش های upc و ffc از طریق شبیه سازی در نرم افزار matlab/simulink و مقایسه با نتایج ارائه شده از سوی مراجع مبتکر این روش ها صورت پذیرفته، ضمنا عملکرد ساختارهای پیشنهادی نیز با انجام شبیه سازی هایی مشابه سنجیده شده و با نتایج ساختارهای پایه مقایسه شده اند.