کاربرد روش های تطبیقی در ریزشبکه ها به صورت تحلیلی

سیستم های کنترل تطبیقی برای مدل هایی که با تغییرات پارامتر (پارامترهای) سیستم همراهند کاربرد دارد ، در تئوری کنترل از این دست مدل ها با عنوان مدل های نامعین تعبیر می شود ، چیزی که مسئله اساسی در این حین می باشد بحث حساسیت سیستم به پارامتر نامعین مورد نظر است ، در یک مدل دینامیکی همراه با کنترلر ، برخی از پارامترها حساسیت بالایی روی سیستم ایجاد می کنند و در نتیجه تغییر آن ها باعث نوسانات و یا حتی تغییر در مقادیر ماندگار سیستم نیز شود .

یک ریزشبکه مجموعه ای از سیستم های تولید پراکنده تجدیدپذیر می باشد که در لینک های AC و DC با یکدیگر کوپل شده اند و بارهای خطی و غیرخطی را تغذیه می کنند ، در این بین پارامترهای نامعینی همچون میزان توان تولیدی هر یک از منابع احتمالی نظیر توربین بادی و سلول خورشیدی یا سیستم ذخیره ساز به لحاظ در نظر گرفتن سایز و عمر سلول ها یا میزان بار تغذیه شده همگی می توانند همراه با نامعینی باشند .

نامعینی های ذکر شده در مبحث سیستم های قدرت تحت عنوان قابلیت اطمینان سیستم در حفظ متغیرهای ولتاژ و فرکانس بیان می شود به گونه ای که هر اندازه شاخص متشکل از متغیرهای اساسی ولتاژ و فرکانس به مقادیر قابل اطمینان خود نزدیک باشند .

در واقع تابع هزینه سیستم ریزشبکه از میزان هزینه واحدها و تنظیم بودن مقادیر ولتاژ و فرکانس با مقادیر رفرنس بیان می شود .

آنچه در مفهوم شماتیکی بیان شد در قضیه بررسی تحلیلی سیستم های ریزشبکه با استفاده از مدل های خطی برای سیستم های هیبریدی بیان می شود و نیاز است تا در طراحی بتوانیم پارامترهای نامعین را همگام با سیستم تخمین زده و در سیستم کنترلی از مقادیر بروز استفاده شود .

البته راه حل دیگر در بررسی این موضوع با استفاده از تئوری کنترل مقاوم بیان می شود که در آن جا این مسئله با در نظر گرفتن بازه ها برای مقادیر نامعین کران دار قابل حل می باشد .

مبحث ریزشبکه ها از جمله مباحث جدیدی می باشد که در آن ارتباط بین قدرت و کنترل بسیار محسوس می باشد . در پایان نامه های جدید و پروژه های بررسی شده در هر دو زمینه قدرت و کنترل ارائه راه حل در خصوص نامعینی های پارامتری سیستم های هیبریدی از مباحث جدید و کارامد می باشد که توجهات زیادی را به خود جلب کرده است .

در ادامه مطلب چندین مقاله جدید در موضوعیت این مسئله قرار داده شده است .

ادامه نوشته

پروژه - پایان نامه انجام شده در زمینه قدرت (شماره 5)

مطالعه پیرامون پایداری دینامیکی ریزشبکه :

میکروگرید یا ریزشبکه به مجموعه ای از منابع تولید پراکنده شامل توربین بادی ، سلول خورشیدی و پیل سوختی و همینطور منابع ذخیره ساز انرژی گفته می شود که با اتصال به ماشین های سنکرون و آسنکرون و همینطور از طریق های مبدل های الکترونیک قدرت همچون باک و بوست به بارهای موجود در ریزشبکه متصل می شوند و آن را تغذیه می نمایند . در حالت معمول این ریزشبکه بدون پشتیبانی منبع اصلی شبکه قدرت کار می کند و به صورت مستقل عمل می کند و گاها در زمان های مشخص و تحت سناریوهایی از جمله خطا در شبکه اصلی می تواند جدا شده (جزیره ای شده) و به کار خود ادامه دهد .

نحوه ترکیب و شکل بندی منابع و استفاده از مبدل های مختلف و اینترفیس های گوناگون بالتبع شرایط پایداری مختلفی را برای شبکه رقم خواهم زد و نوسانات سیستم در حالت گذرای خود (حالت اولیه) و دائم را تغییر خواهد داد .

در این پروژه پایان نامه مهندسی برق قدرت با مدلسازی هر یک از منابع در حوزه فرکانس کوچک و بدست آوردن معادلات حالت آنها نسبت به یافتن مقادیر ویژه ریزشبکه اقدام شد و در حالات مختلف مقایسات خروجی از طریق محاسبات عددی و شبیه سازی ها بعمل آمده است .

پروژه - پایان نامه انجام شده در زمینه قدرت (شماره 4)

ارزیابی قابلیت اطمینان در یک شبکه قدرت برای دوره کوتاه مدت و بلند مدت با اثرگذاری بالا در بخش تامین توان با توربین بادی :

سیستم های تولید توان پراکنده  از نوع انرژی نو دارای نوسان توان بالایی می باشند و تولید توان آنها در حالت کلی غیرقابل پیش بینی است ، در این پایان نامه هدف ارزیابی و مدیریت قابلیت اطمینان در یک سیستم توان می باشد که از مزرعه بادی برای تامین توان خود در نواحی قابل پوشش و بارهای تغییر پذیر استفاده می کند . 

مدیریت قابلیت اطمینان در سیستم های توان به منظور هماهنگ سازی و متعادل نمودن تولید و مصرف امری ضروری است و نیاز است تا شرکت های خدماتی به منظور تامین کاهش و افزایش توان و به صورت کلی در تامین کیفیت توان شبکه از این مسئله آگاهی کامل داشته باشند . 

آنچه که این پروژه پایان نامه برق قدرت  را از انواع مشابه آن متمایز می سازد ساختار تغییر پذیر با زمان آن می باشد ، روش های انجام شده در این زمینه غیروابسته به زمان می باشند و پیشرفت حاصل در این زمینه نیز قابل توجه بوده است ، اما آنچه در این میان اهیمت دارد وجود اندیس های مختلف در قابلیت اطمینان و تامین توان برای منابع تولید احتمالی می باشد که در حال تغییر در زمان می باشند و به نوعی متغیر حالت محسوب می شوند ، تغییرات فصلی ، تغییرات بار و تغییر قابلیت اطمینان ادوات از جمله شاخص های بلند مدت و میان مدت و تغییرات بار روزانه و تولید در ساعات مختلف روز از شاخص های کوتاه مدت تغییر پذیر در زمان می باشند .

بنابراین نیاز به تکنیکی که بتواند این تغییرات را در خود گنجانده و یک تابع تغییر پذیر با زمان و دقیق برای تغییرات قابلیت اطمینان ارائه دهد امری ضروری است .

شبیه سازی در متلب (1)

شبیه سازی معادلات دینامیکی در متلب :

معادلات دینامیکی ، عبارتند از عبارت های دیفرانسیلی - جبری که نحوه رفتار سیستم از زمان t0 تا tf را نشان می دهند . این معادلات بنابه دقت و ساختار سیستم تبیین کننده خود می توانند خطی ، غیرخطی و همینطور تغییر پذیر با زمان و یا تغییرناپذیر با زمان باشند . 

در شبیه سازی دینامیکی تمامی سیستم ها نیاز است تا بتوانیم این معدلات را در متلب بیان کنیم ، در حالت کلی دو راه برای بیان دینامیک یک سیستم در متلب وجود دارد روش اول برمبنای کدنویسی این معادلات می باشد و روش دوم برمبنای محیط سیمولینک می باشد ، البته در روش دوم نیز ناگزیر از کدنویسی می باشیم ، اما آنچه روش دوم را راحتتر می نماید سر راست بودن روش می باشد ، در این حالت نیاز به استفاده از توابع متلب به منظور حل معادلات دیفرانسیلی نیست تا مجبور باشیم کلیه آرگومان و آپشن ها و همینطور ترتیب آنها را رعایت کنیم . در این حالت کافیست شما از تابع های موجود در بخش User defined functions استفاده کنید . 

این بخش از بلوک های سیمولینک تنها روش ارتباطی بین سیمولینک و کدنویسی می باشند ، در بین این توابع پرکاربردترین آنها بلوک های با نام های (در متلب 2011) Interpreted matlab function ، Matlab function و S-function می باشند ، در این بین ساده ترین استفاده را می توان از بلوک Matlab function داشت ، این بلوک در داخل خود سه خط کد دارد ، کد اول به صورت y= f(u) می باشد ، که می توانید با افزودن ورودی و خروجی های مورد نیاز خود آن را به یک تابع چند ورودی ، چند خروجی تبدیل کنید ، در خط آخر که یک عبارت جبری است ورودی برابر خروجی قرار داده شده است که شما مانند آن می توانید با بیان عبارات جبری لازم خروجی ها را از ورودی های مورد نیاز خود بدست آورید .

تا اینجای کار شما می توانید معادلات جبری خود را در متلب و در محیط سیمولینک ایجاد کنید اما چگونه معادلات دیفرانسیل را در محیط متلب ایجاد کنیم ؟

برای این منظور نیاز به استفاده از انتگرال گیر در سیمولینک داریم ، دقت کنید که در استفاده از تنها کدنویسی این مسئله را نمی توانستیم به سادگی انجام دهیم ، چرا که در آن جا بیان توابع ode که معروفترین آن ها ode45 می باشد ضروری بود اما در محیط سیمولینک این تابع به صورت خودکار عمل می کند .

از این مسئله که بگذریم در بیان معادلات دیفرانسیل پس از آوردن انتگرال گیر شما می توانید با قرار دادن این انتگرال گیر در خروجی بلوک تابع متلب از عبارت مشتق متغیر که در داخل از ورودی ها بدست آمده است انتگرال گرفته و آن را تبدیل به خود متغیر نمایید . در این حالت با فیدبک این مقدار شما خود متغیر را خواهید داشت .