بررسی پدیده رزونانس در اتصال آرایه های منابع تجدیدپذیر مبتنی بر اینورتر به شبکه

در این پایان نامه، پدیده رزونانس در شبکه های قدرت که شامل تعداد زیادی اینورترهای فتوولتایی متصل به شبکه می باشند مورد بررسی قرار گرفته است. در سال های اخیر کاربرد منابع پراکنده مبتنی بر انرژی های تجدیدپذیر جهت دستیابی به منابع انرژی پاک و پایدار افزایش یافته است. در این زمینه، سیستم های فتوولتایی در حال تبدیل به یک تکنولوژی معمول جهت تولید انرژی می باشند. با توجه به ماهیت تولید dc این منابع و مصرف غالب انرژی الکتریکی بصورت ac، اینورتر یکی از اجزای اصلی سیستم های فتوولتایی می باشد. در این رابطه، استفاده از فیلترهای پسیو جهت کاهش ریپل جریان تزریقی به شبکه همیشه مرسوم بوده است. طراحی و ساختار این فیلترها که معمولاً فقط یک سلف یا با ساختار lcl می باشند، تابعی از پارامترهای مختلف نظیر فرکانس کلیدزنی اینورتر و دامنه مجاز هارمونیک های تزریقی به شبکه است. زمانی که ضریب نفوذ سیستم های فتوولتایی در شبکه افزایش می یابد، اثر جمعی این فیلترها می تواند بر روی فرکانس رزونانس شبکه تأثیرگذار بوده و آن را به سمت فرکانس های پایین تر انتقال دهد. در این پایان نامه به طور خاص، تاثیر مبدل های فتوولتایی به همراه فیلتر خروجی آن ها برروی پدیده ی رزونانس مورد بررسی قرار می گیرد. نشان داده شده است که علاوه بر پارامترهای سیستم قدرت و فیلتر خروجی اینورتر و تعداد اینورترها، سیستم کنترلی اینورتر نیز از گزینه های موثر در وقوع پدیده رزونانس می باشد. کنترل کننده های متفاوتی جهت کنترل جریان اینورترهای تکفاز متصل به شبکه معرفی شده اند. در این میان کنترل کننده تناسبی-رزونانسی با جبران هارمونیکی و کنترل کننده باند مرده به دلیل کاربرد زیاد و کارایی مطلوب در محیط های هارمونیکی مورد توجه قرار می گیرند. در این پایان نامه با مدل سازی مناسب شبکه و بهره گیری از مدل نورتون برای اینورتر با لحاظ نمودن سیستم کنترلی، میزان تأثیر کنترل کننده های معرفی شده در رویارویی با پدیده رزونانس مورد ارزیابی قرار می گیرد. ثابت می شود اگر کنترل کننده به صورت مناسب طراحی نشود و یا در طراحی آن پیش بینی هایی جهت امکان افزایش تعداد اینورترها در شبکه صورت نگیرد، احتمال وقوع مشکلاتی چون اعوجاج بالا در جریان تزریقی اینورتر یا ناپایداری سیستم افزایش می یابد. ابتدا مطالعات در حوزه ی فرکانس انجام شده و از طریق شبیه سازی در حوزه ی زمان تکمیل می گردد. در ادامه با بهره گیری از مکان هندسی ریشه های سیستم چنداینورتری با تغییر تعداد اینورترها، الگوی رفتار اینورتر در رویارویی با پدیده رزونانس با کنترل کننده های مذکور پیش بینی و تعیین می گردد. در پایان با کاربرد فیدبک های اضافه در سیستم کنترلی و معرفی کنترل کننده های بهبودیافته، اثرات نامطلوب رزونانس در شبکه حذف خواهد شد.