استراتژی کنترل برای یک پارچه سازی توزیع فتوولتائیک و ذخیره سازی انرژی سیستم در میکرو گرید DC
چکیده :
با توجه به اینکه استفاده از شبکه های کوچک DC به صورت گسترده ای افزایش می یابد . واین شبکه ها ارتباط موثری با انواع منابع خروجی مانند سیستم های فتوولتائیک (PV)وسلول های سوختی (FC) وسیستم های ذخیره سازی انرژی باتری (BESS) دارند.
علاوه بر این اگر بارها در این سیستم با توان DC تغذیه شوند دراین صورت نیاز به تبدیل و یکسوسازی منابع درمقایسه با میکرو گرید های AC کاهش می یابد. دراین مقاله پیشنهاداتی حول بهره برداری و کنترل استراتژیک از فتوولتائیک (PV) و سیستمهای ذخیره انرژی (BESS) در یک شبکه کوچک DC داده شده است.
در باره توانایی استفاده حد اکثر از انرژی های تجدید پذیر که در جریان عوامل متفاوت این شبکه کوچک به صورت مستقل عمل می کند پیشنهاداتی شده است . واین مبدل بین دو روش قرار دارد. ضمن اینکه در مورد کنترل ترکیب ولتاژ DCو تغذیه بارهای DC به طور فوق العاده ای بحث می شود.
وقتی که این سیستم درشبکه مستقل و در زمان بهره برداری طبیعی و تولید توان اکتیو بوسیله یک مبدل AC بصورت متعادل در می آید تامین ولتاژ DC به طور دائم تضمین می شود. موفقیت در عملکرد این سیستم در و ضعیت های متفاوت بوسیله یک استراتژی هماهنگ در BESS و PV بررسی می شود. و درباره مدیریت بار که شامل پخش بار ودر نظر گرفتن وضعیت باتری می باشد پیشنهاداتی شده است.
کنترل توان حداکثر و مبدل پی وی بین نقطه توان ماکزیمم و روش های کنترل ولتاژ مشاهده می شود. در مبدل این باتری بین حالت شارژ و دشارژ ودر مبدل شبکه بین وارونه سازی مشاهده می شود. وتفاوت عملکرد شبکه بوسیله روش های کنترل شده مشخص می شود. سطح ولتاژ باس DCهمانند یک حامل اطلاعات که مدهای متفاوت را تشخیص داده و همچنین مدهای سوئیچینگ را تعیین می کند عمل می نماید.
در شبیه سازی های matlab simulink اثبات های قوی درباره عملکرد سیستم ها وتعیین وضعیت های متفاوت و کنترل عملکرد آنها پیشنهاد شده است.
مقدمه :
کشف انرژی های تجدید پذیر همانند یک آلترناتیو (ژنراتور AC) راهی برای تولید انرژی پاک است. پیشرفت های جدید از سیستمهای smart micro-grids برای عملکرد با راندمان حداکثر استفاده می کنند. ساخت این نوع از سیستم ها با یک راه حل مناسب برای عدم تمرکز بر روی تولید الکتریسته ارتباط مستقیم دارد.
براساس این نظریه در حقیقت اغلب منابع انرژی تجدید پذیر (RES) همانند فتوولتائیک و سلولهای سوختی و توربین های بادی با سرعت متغیرهر یک از دو نوع ولتاژ (ولتاژ DC و یا ولـتاژ با فرکانس متغیر یعنی ولتاژ AC ) را تولید می کنند.
فصل مشترک یک توان الکتریکی یک عنصر ضروری برای ادغام شبکه ها می باشد. در مجموع بارهایی نظیر کامپیوترها و Plug- in رسانای الکتریک هایبرید و حتی بارهای AC رایج مانند موتورهای القایی موقعی که بوسیله یک محرک با سرعت متغیر حرکت می کنند بارهای الکترونیک مدرن هستند. که همگی این بارها نیا زمند توان DCهستند.
میکرو گرید هایDC دارای مزایایی چون راندمان وقیمت مناسب می باشند و همچنین یکی دیگر ازمزایای این سیستم ها این است که نیاز به تبدیل توان AC به DC و یا DC به AC را از بین می برد. در میکرو گرید های ACبارها و منابع انرژی های تجدید پذیر ذکر شده تجمیع می شوند.
سیستم های قدرتی که در مراکز تجاری شامل بارهای حساس (۳) و بارهای صنعتی (۴) و عرشه کشتی ها (۵) و وسایل نقلیه و اغلب هواپیماها (۶) کاربرد دارند نمونه هایی از میکرو گرید های DCهستند.
از آنجا که برای هر سیستم مشخصات غیر قطعی وجود دارد لذا برای عملکرد ثابت سیستم های تجدیدپذیر ذخیره شدن انرزی لازم است. در این سیستم ها ذخیره انرژی (ES) مسئولیت ایجاد تعادل بین قسمتهای متفاوت منبع و توان بار ناشی از تغیرات اتفاقی انرژی تجدید پذیر را بر عهده دارد. همچنین برای استفاده حد اکثر از انرژی تجدید پذیر یک مدیریت با نظارت وسرپرستی قوی لازم است.
اغلب تحقیقات بر روی کنترل و راه اندازی واشتراک DGSدریک میکرو گرید AC تمرکز دارند (۱۰-۷). اخیرا بعضی از محققان بر روی میکرو گرید های DC کارمی کنند. یک قانون ولتاژ در میکرو گریدهای دی سی برای تغذیه یک بار کاملا مقاومتی ارائه می شود.
در زمان اختلال شبکه از خازن های بزرگ همانند یک ذخیره کننده انرژی (ES) برای تغذیه بارهای حساس استفاده می شود. تولید وذخیره انرژی در میکرو گریدهای دی سی به منظور تغذیه کامل بار لازم می دارد که میکرو گریدها به اندازه کافی بزرگ باشند. این امر انتقال یکپارچه بین روش های عملیاتی شامل راه اندازی سیستم های مختلف را به تنهایی تضمین می کند.
Control strategy for distributed integration of photovoltaic and energy storage systems in DC micro-grids
The interest on DC micro-grid has increased extensively for the more efficient connection with DC output type sources such as photovoltaic (PV) systems, fuel cells (FC) and battery energy storage systems (BESS). Furthermore, if loads in the system are supplied with DC power, the conversion losses from sources to loads are reduced compared with AC micro-grid. This paper proposes operation and control strategies for the integration of PV and BESS in a DC micro-grid. The proposed control enables the maximum renewable energy utilization during different operating modes of the micro-grid i.e., grid connected, islanded or transition between these two modes, whilst making an allowance for the DC voltage control and DC-loads supply. When the system is grid connected and during normal operation, active power is balanced by the AC grid converter to ensure a constant DC voltage. In order to achieve the system operation under islanding conditions, a coordinated strategy for the BESS, PV and load management including load shedding and considering battery state of charge (SoC), are proposed. Seamless transition of the PV converter control between maximum power point tracking (MPPT) and voltage control modes, of the battery converter between charging and discharging and that of grid side converter between rectification and inversion are ensured for different grid operation modes by the proposed control methods. The DC bus voltage level is employed as an information carrier to distinguish different modes and determine mode switching. MATLAB/SIMULINK simulations are presented to demonstrate the robust operation performance and to validate the proposed control system during various operating conditions.
لینک مقاله اصلی:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148112001565
لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد