به کارگیری مفهوم اینرسی مجازی برای بهبود دینامیک ریزشبکه های DC

در سالهای اخیر، ریزشبکه های DC به دلیل کنترل ساده تر آنها، افزایش روزافزون منابع تجدیدپذیر انرژی با خروجی DC و همچنین افزایش بارهای DC، موردتوجه ویژه ای قرارگرفته اند. منابع تجدیدپذیر انرژی غالبا0 فاقد اینرسی و یا دارای اینرسی پایینی هستند؛ حال، ریزشبکه های DC در حالت جزیرهای (نبود پشتیبانی شبکه ی اصلی) و نفوذ بالای منابع تجدیدپذیر انرژی، اینرسی بسیار پایینی دارند که ریزشبکه را در برابر نوسانات (تولید و بار) و اغتشاشات، آسیب پذیر میکند و حاشیه ی پایداری سیستم را کاهش میدهد. اخیرا0 برای رفع این مشکل، مفهوم اینرسی مجازی معرفی شده است. یکی از شناخته شده ترین راهکارها برای تولید اینرسی مجازی، ماشین/ژنراتور سنکرون مجازی میباشد.این تحقیق، در راستای بهبود دینامیک ریزشبکه های DC، با استفاده از اینرسی مجازی و کنترل مقاوم میباشد. در این روش، از یک کنترل کننده ی مجازی بر اساس مفهوم ژنراتور سنکرون مجازی استفاده میشود. کنترل کننده ی مجازی به همراه کنترل کننده ی داخلی و کنترل کننده ی ثانویه، به یک مبدل باک اعمال میشود. به منظور داشتن عملکرد بهینه و مقاوم ریزشبکه در برابر اغتشاشات و نامعینی ها، یک راهکار جدید بر پایه ی کنترل بهینه و مقاوم H برای تنظیم پارامترهای کنترل کننده مجازی پیشنهاد میشود. در این روش کنترل کننده ی بهینه و مقاوم H بر اساس مدل سیگنال کوچک ریزشبکه و به جای کنترل کننده ی مجازی طراحی میشود. سپس، این دو کنترل کننده بر اساس یک الگوریتم پیشنهادی در ارتباط با هم قرار میگیرند و پارامترهای بهینه و مقاوم کنترل کننده ی مجازی تعیین میشوند. در سایر روشهای ارائه شده، صرفا0یک کنترل کننده ی مقاوم برای ریزشبکه طراحی میشود اما در روش پیشنهادی کنترل کننده ی مقاوم در راستای تنظیم بهینه و مقاوم ضرایب کنترل کننده ی مجازی به کار گرفته میشود.ریزشبکه ی DC موردمطالعه، در محیط نرم افزار Simulink/MATLAB شبیه سازی میشود. سپس، برای ارزیابی عملکرد و کارایی کنترل کننده ی مجازی با پارامترهای پیشنهادی، ریزشبکه تحت آزمونهای مختلفی قرار میگیرد. نتایج شبیه سازی، کارایی کنترل کننده مجازی پیشنهادی در کنترل ولتاژ ریزشبکه را به خوبی نشان میدهند. نتایج به دست آمده، علاوه بر اینکه عملکرد مقاوم و بهینه ی ریزشبکه را در حضور نامعینی ها و اغتشاشات نشان میدهند، کارایی و انعطاف پذیری کنترل کننده ی مجازی را در راستای بهبود اینرسی و دینامیک ریزشبکه را نیز مشخص میکنند.

کلیدواژه ها:

ریزشبکه ی DC ، اینرسی مجازی ، کنترل مقاوم ، منابع تجدیدپذیر ، مبدل های الکترونیک قدرت و بهبود دینامیک.