شماره ركورد
26109
شماره راهنما
ELE3 90
عنوان
بهبود عملكرد يك اينورتر متصل به شبكه در طول يك خطاي نامتقارن و عدم تعادل ولتاژ شبكه
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مهندسي برق - قدرت
دانشكده
فني و مهندسي
تاريخ دفاع
1405/04/21
صفحه شمار
156
استاد راهنما
مهدي قلي پورشهركي
استاد مشاور
مهدي نيرومند
كليدواژه فارسي
افت ولتاژ نامتقارن، گذر از افت ولتاژ (LVRT)، فتوولتائيك متصل به شبكه (GCPV)، مولفههاي توالي مثبت و منفي، رديابي نقطه توان انعطافپذير (FPPT).
چكيده فارسي
امروزه، توليد برق از انرژيهاي تجديدپذير، به عنوان يكي از موضوعات ضروري و راهبردي در كشورهاي درحال توسعه مطرح ميشود. نفوذ فزآينده منابع انرژي پراكنده مبتني بر الكترونيك قدرت و رفتارهاي ديناميكي آنها نگرانيهاي جدي جهت پايداري و قابليت اطمينان در شبكه توزيع ايجاد كرده است. از جمله مهمترين چالشهاي پيش روي منابع انرژي توزيع شده متصل به شبكه، خطاهاي گذراي شبكه است، كه رايجترين آنها را ميتوان خطاهاي اتصالكوتاه نامتقارن، از جمله خطاهاي تك فاز به زمين و دو فاز به زمين نام برد. طبق دستورالعملهاي شبكه، منابع انرژي توزيع شده مبتني بر اينورتر ميبايست الزامات اتصال به شبكه را برآورده كنند، كه قابليت گذر از افت ولتاژ (LVRT) يكي از موضوعات ضروري دهه اخير در زمينه دستورالعملهاي شبكه است. قابليت گذر از افت ولتاژ به معناي توانايي يك مركز توليد است كه در طول افت ولتاژ به صورت متصل به شبكه باقي بماند، و همچنين در طول مدت زمان اتصال، پشتيباني از ولتاژ شبكه را نيز انجام دهد. افت ولتاژ سه فاز به صورت نامتقارن، سيستم را در معرض مشكلات مهمي قرار ميدهد؛ نوسانات توانهاي اكتيو و راكتيو لحظهاي، اضافه جريان و اضافه ولتاژ لينك DC از جمله آنهاست. در سمت منبع انرژي لينك DC اينورتر، كه در اين رساله از يك سيستم فتوولتائيك (PV) استفاده شده است، جهت ايجاد تعادل توان اكتيو بين اينورتر و پنلهاي خورشيدي و جلوگيري از اضافه ولتاژ در خازن لينك DC در شرايطي كه بر اساس دستورالعملهاي شبكه الزام به كاهش توان اكتيو و افزايش توان راكتيو وجود دارد، كنترل ولتاژ لينك DC نيز ملزم به ايجاد تغييراتي در طرح كنترل خود خواهد بود. از آنجايي كه شرايط LVRT براي مدت زمان كوتاهي تعريف ميشود، پاسخ سريع كنترل ولتاژ لينك DC، سبب بهبود قابليت گذر از افت ولتاژ اينورتر خواهد شد. در اين رساله، با استفاده از معادلات سيستم در شرايط نامتقارن، طرح بهينه ساز LVRT با هدف پشتيباني از ولتاژ شبكه با درنظر گرفتن اهداف كنترلي مختلفي شامل محدودسازي نوسانات توانهاي اكتيو و راكتيو، كنترل اضافه جريان و تزريق هر دو توانهاي متوسط اكتيو و راكتيو، در قالب مسئله بهينهسازي ارائه خواهد شد. در اين طرح كنترل مقادير توانهاي اكتيو و راكتيو توالي مثبت و منفي، به طور بهينه محاسبه ميشوند. طرح كنترل پيشنهادي شامل يك بلوك محاسبهگر ولتاژ مرجع PV مبتني بر الگوريتم رديابي نقطه توان منعطف (FPPT) است، كه به منظور افزايش سرعت پاسخ سيستم در شرايط LVRT، الگوريتم سكانت درجه دوم پيشنهاد شده است. طرح كنترل پيشنهادي براي سيستمي با ساختار تك مرحله با اينورتر سه سيمه، متصل به شبكهاي با امپدانس مختلط، ارائه خواهد شد.
كليدواژه لاتين
Asymmetrical voltage drops, flexible power point tracking (FPPT), grid-connected photovoltaic (GCPV), low-voltage ride through (LVRT), positive- and negative-sequence components, single-stage photovoltaic system.
عنوان لاتين
Improving the performance of grid-connected inverters during asymmetrical faults and unbalanced grid voltages
گروه آموزشي
مهندسي برق
چكيده لاتين
The increasing penetration of the grid-connected photovoltaic (GCPV) system in the power grid, which, while having significant advantages, also pose significant challenges. The behaviors of GCPVs differ from those of synchronous generators, particularly in abnormal conditions. For this reason, the power grid enforces grid codes, including low-voltage ride through (LVRT), to ensure that GCPVs perform properly in different conditions. For instance, short circuit faults and unbalanced grid voltage are severe transient events that inverters need to be able to pass through without disconnecting from the grid. During voltage drops, particularly asymmetrical ones, GCPV systems encounter various issues that result in improper functioning of the GCPV systems, which need to be resolved within a control scheme. Furthermore, the inverters are required to support the grid voltage by regulating the active and reactive power injections. This thesis proposes a voltage support control scheme to support grid voltage during asymmetrical voltage drop for GCPV systems with single-stage structure, by utilizing an optimization problem. In this optimization problem, the active and reactive powers injected into the grid will be obtained optimally by considering constraints such as instantaneous active and reactive power oscillation magnitudes and peak current limitation. To aid in this purpose, the corresponding mathematical formulations such as instantaneous active and reactive power oscillation magnitudes will be obtained by using the currents and voltages in stationary reference frame. The GCPV systems must exhibit rapid response during LVRT. Otherwise, they cannot provide grid support in a timely manner and in accordance with the grid code requirements. The DC-link voltage control can significantly affect the control dynamic response. As the second contribution, a flexible power point tracking algorithm is introduced to improve the dynamic response of the DC-link voltage control. The effectiveness of the proposed strategy is validated through testing on a real-time controller-hardware-in-the-loop experimental platform, and also simulating in MATLAB/Simulink.
تعداد فصل ها
6
فهرست مطالب pdf
167540
نويسنده