Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmadreza Tabesh,Hamid Reza Karshenas
احمدرضا تابش (استاد مشاور) حمیدرضا کارشناس (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hadi Saghafi Isfahani
هادی ثقفی اصفهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1385

TITLE

Reactive Power Sharing and Stability Improvement in Converter Based Standalone Microgrids
This thesis is concerned with the improvement of reactive power sharing and dynamic stability of islanded microgrids (MGs). A well-known method adopted to achieve reactive power sharing in decentralized control strategy is using Q-V droop characteristic. Using such a characteristic normally fails to provide adequate reactive power sharing as voltage is not usually the same at different microsource (MS) buses due to different line impedances and loading pattern variations. Most of proposed methods in the literature are limited to specific MG structures or need extensive information of grid. In this thesis, three methods are proposed to improve reactive power sharing in islanded microgrids with converter-based MSs while using decentral ized control strategy. These methods are adding a small series converter which is added to MSs output terminals, modifying Q-V droop characteristic using a combined characteristic and modifying Q-V droop characteristic based on harmonic signal injection. The dynamic stability of system using the proposed methods is also studied in details. To verify the validity of proposed methods, two different case studies are presented and will be used. Key Words Microgrid, Power sharing, Stability, Series Compensator, Characteristic Modification, Signal injection
این رساله به موضوع بهبود تسهیم توان راکتیو و پایداری دینامیکی در ریزشبکه‌های جزیره‌ای می‌پردازد. افزایش قابلیت اطمینان در تامین انرژی، تلفات کمتر، رقابتی کردن تولید و امکان استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده از منابع انرژی گسترده را در شبکه‌های توزیع امروزی گسترش داده است. مجموعه‌ای از این منابع و بخشی از بارهای نزدیکشان،شبکه کوچکی به نام «ریزشبکه» تشکیل می‌دهند که ویژگی اصلی آن امکان جدا شدن از سیستم قدرتو عملکرد بصورت جزیره‌ای و خودگردان می‌باشد. مطلوب‌ترین و مطمئن‌ترین روش کنترل منابع در حالت جزیره‌ای، روش کنترل محلی است. در این روش، تسهیمتوانحقیقی و راکتیو بینمنابعمعمولا با استفاده از مشخصه‌های افتی توان حقیقی-فرکانس (P-?) و توان راکتیو-دامنه ولتاژ (Q-V)انجام می‌شود. با توجه به سراسری بودن فرکانس، تسهیم توان حقیقی با این روشبصورت ایده‌آل حاصل می‌گردد.در مقابل به علت عدم تقارن شبکه و تفاوت امپدانس خروجی منابع، دامنه ولتاژ منابع مختلف با هم برابر نبوده و عملا تسهیم توان راکتیو بین منابع به درستی انجام نخواهد شد.حل این مشکل مورد توجه بسیاری از محققین قرار دارد ولیکن راه‌حل‌های ارائه شده عمدتا محدود به ریزشبکه‌های با ساختار خاص بوده و یا نیازمند دانستن اطلاعات وسیعاز شبکه می‌باشد.در این رساله سه روش جدید جهت بهبود تسهیم توان راکتیو در ریزشبکه‌های جزیره‌ای با منابع مبتنی بر مبدل استاتیکی و دارای کنترل محلی ارائه می‌گردد. روش‌های ارائه شده قابل استفاده در ریزشبکه با هر ساختار دلخواه بوده و قید خاصی برای شبکه مفروض نخواهد بود.کنترل‌کننده توان در ریزشبکه‌ها ارتباط تنگاتنگی با پایداری سیستم دارد. به همین دلیل در طراحی روش‌های پیشنهادی تلاش می‌شود پایداری ریزشبکه حفظ شده و حتی پاسخ دینامیکی ریزشبکه در شرایط کار مختلف بهبود داده شود تا عدم وابستگی روش‌های پیشنهادی به ساختار و نقطه‌کار شبکه بهبود بیشتری یابد. به منظور مطالعه و بررسی صحت عملکرد روش‌های پیشنهادی دو سیستم نمونه معرفی و مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای سیستم اول علاوه بر شبیه‌سازی حوزه زمان، مدل خطی شده فضای حالت سیستم نیز بدست می‌آید که امکان بررسی دقیق‌تر برخی از دستاوردهای رساله را ایجاد می‌کند. سیستم دوم که درواقع سیستم توزیع استاندارد 15 شینه IEEEمی‌باشد امکان بررسی روش‌های پیشنهادی در یک سیستم بزرگتر و واقعی‌تر را فراهم می‌آورد. در اولین روش پیشنهادی یک مبدل سری کوچک به خروجی منابع پراکنده اضافه می‌شود. نشان داده می‌شود که این مبدل می‌تواند میرایی نوسانات توان خروجی منابع را افزایش داده و ضمن ارتقاء کیفیت ولتاژ بار محلی منابع، تسهیم توان راکتیو را بهبود بخشد. در روش دوم نشان داده می‌شود که می‌توان در زما‌ن‌های مورد نیاز با استفاده از یک مشخصه ترکیبی از توان‌های حقیقی و راکتیو، مشخصه Q-V منابع را با هدف حذف کامل خطای تسهیم اصلاح نمود. در آخرین روش پیشنهاد می‌شود در زمان تغییر بار راکتیو منابع، با تزریق یک سیگنال هارمونیکی توسط هر منبع و با بکارگیری مشخصه‌ای برمبنای فرکانس این سیگنال، مشخصه Q-V اصلاح گردد. نشان داده می‌شود با استفاده از این روش خطای تسهیم همزمان با دینامیک تغییر بار جبران شده و در حالت دائمی توان راکتیو همواره دارای تسهیم ایده‌آل خواهد بود. واژه‌های کلیدی: 1- ریزشبکه 2- تسهیم توان3- پایداری4- جبرانگر سری5- اصلاح مشخصه 6- تزریق سیگنال

ارتقاء امنیت وب با وف بومی