طراحی الگوریتم بهینه جهت کنترل ولتاژ و توان و کاهش ظرفیت کانورتر توسط سیستم ذخیره ساز انرژی در شبکه استاندارد IEEE

سیستم چرخ طیار یک ذخیره ساز انرژی الکتریکی به حساب می آید. هنگامی که مصرف انرژی الکتریکی در سیستم قدرت پایین است، چرخ طیار انرژی الکتریکی را از شبکه دریافت می کند و زمانی که سیستم به این انرژی مازاد نیازمند باشد آن را تحویل شبکه می دهد. اصلی ترین مزیت این ذخیره ساز هزینه تعمیر و نگهداری پائین آن است. همچنین چرخ طیار آلودگی زیست محیطی ندارد. دفعات شارژ و دشارژ آن بسیار بالا و به همین خاطر طول عمری بیشتر از ۲۰ سال دارد. به همین دلیل در مقاله حاضر از چرخ طیار به عنوان ذخیره ساز انرژی استفاده شده است. در پایان نامه حاضر، نخست ساختار سیستم معرفی می شود که سیستم ذخیره انرژی در نظر گرفته شده یک چرخ طیار متصل به یک ماشین القایی است. پس از آن طراحی الگوریتمی جهت کنترل ولتاژ در PCC به کمک چرخ طیار ارایه شده است. جهت بهینه سازی توان اکتیو و راکتیو تولید شده توسط چرخ طیار، حداقل مقدار توان ظاهری به عنوان تابع هدف درنظر گرفته شده است. تابع هدف به منظور کاهش اندازه اینورتر انتخاب شده است. مناسب ترین راهکار، کاهش توان ظاهری چرخ طیار است که باعث کاهش جریان عبوری اینورترها و در نتیجه کاهش ابعاد اینورتر می شود. علاوه بر این، کاهش توان ظاهری راهکار ارزان تری است. در انتها پیاده سازی و تحلیل نتایج ارایه شده است. در مقاله حاضر به منظور تحلیل و تائید سیستم پیشنهادی، سیستم ۱۱۸ باسه IEEE در پیاده سازی شده است. در ابتدا امپدانس تونن سیستم ۱۱۸ باسه IEEE محاسبه می شود. برای محاسبه امپدانس تونن، ابتدا باید ادمیتانس بارها را بدست آورد و به کمک آنها ماتریس Y-Bus را محاسبه نمود و در نهایت از رابطه بین قضیه تونن و ماتریس امپدانس باس استفاده می شود. در ادامه ولتاژ تونن سیستم ۱۱۸ باسه IEEE بدست امده است. پس از ایجاد یک سیستم دو باسه، بعضی از محدودیت ها و قیود لحاظ می شوند. پس از آن تابع هدف جهت مینیمم کردن توان ظاهری چرخ طیار لحاظ می شود. مساله بهینه سازی مورد بحث توسط تابع "fmincon" در Matlab حل شده است. پس از اجرای الگوریتم بهینه سازی توسط MATLAB، توان اکتیو و راکتیو فلایویل به منظور حفظ Vpcc در حد مجاز با توجه به Pwind بدست آمده و ارایه شده است. همچنین به منظور تحلیل تاثیر توان اکتیو در تنظیم ولتاژ، مقایسه ای بین دو حالت با وجود چرخ طیار و عدم وجود چرخ طیار انجام شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که وقتی فلایویل برای تنظیم ولتاژ فقط توان راکتیو به سیستم تزریق می کند ، مقدار توان ظاهری فلایویل در مقایسه با زمان تزریق ترکیب P و Q کمی بالاتر خواهد بود. با توجه به شبیه سازی های انجام شده در مقاله حاضر چرخ طیار توانایی تنظیم ولتاژ و تثبیت آن را دارد و می تواند جایگزین مناسبی برای باتری به منظور جلوگیری از اغتشاشات الکتریکی در مصرف کننده ها و جلوگیری از حذف اطلاعات و آسیب های جدی لوازم مصرفی در ادارات، بیمارستان ها و کارگاه ها باشد

کلیدواژه ها:

شبکه استاندارد IEEE ، سیستم ذخیره کننده ، کاهش ابعاد کانورتر