چاپ کردن این صفحه

کنترل مد لغزشی به همراه MPPT برای سیستم های فتوولتائیک سه فاز متصل به ریز شبکه

چکیده

   یک کنترل مد لغزشی برای سیستم های فتوولتائیک سه فاز متصل به ریز شبکه، ارائه شده است. برخلاف کنترل معمولی، سیستم پیشنهادی از کنترل حداکثر نقاط ردیاب توان(MPPT) و فقط کنترل مد لغزشی جریان، تشکیل شده است. کنترل MPPT پیشنهادی جریان مرجع را مستقیما از اطلاعات توان آرایه خورشیدی تولید می کند و کنترل جریان، روش مد لغزشی را برای تنظیم موانع جریان استفاده می کند.

   کنترل MPPT جدید نیازی به اندازه گیری تغییرات ولتاژ که می تواند سبب بوجود آمدن مشکلات یکتایی تقسیم صفر شود، ندارد. کنترل مد جریان بر پایه یک سطح کشویی متغیر با زمان شکل گرفته است تا جریان سینوسی سلف و توان آرایه خورشیدی را همزمان کنترل کند. سیستم کنترلی می تواند از اضافه جهش جریان جلوگیری کند و یک طراحی بهینه برای مولفه های سیستم انجام دهد مطالعات شبیه سازی با سیستم تست فیدر 13 باسه IEEE در مد های شبکه متصل و ریز شبکه جزیره ای، اجرا گردیده است. نتایج به وضوح اثربخشی روش های کنترل پیشنهادی را بررسی می کند. شبیه سازی در نرم افزار Matlab اجرا شده است.

 

مقدمه 
   ریزشبکه مجموعه ای از ژنراتورها یا ریزمنابع گسترده، دستگاه های ذخیره کننده انرژی، و بارها می باشد که به عنوان یک سیستم کنترل پذیر مستقل و واحد، قادر به فراهم کردن گرما و توان برای ناحیه ای از سرویس، عمل می کند. ریزمنابع که در  یک ریزشبکه گنجانده شده اند، شامل واحد های کوچک، کمتر از kw100 ، فراهم شده توسط رابط الکترونیک قدرت (PE)، می باشند. اکثر منابع معمول فتوولتائیک خورشیدی (PV)، سلول سوختی (FC) و یا ریزتوربین های متصل شده در سطح ولتاژ های گسترده می باشند. توان خروجی سلول pv با عوامل محیطی از جمله شدت روشنایی و دما، تغییر می کند.

زمانی که منحنی مشخصه سلول خورشیدی به صورت مشخصه ولتاژ جریان غیرخطی رفتار می کند، یک کنترلی که ردیاب نقطه حداکثر توان (MPPT) نامیده می شود، نیاز است تا توان سلول خورشیدی را با تغییرات محیطی تطبیق دهد. الگوریتم های زیادی برای ردیابی نقطه حداکثر توان یک سلول خورشیدی، توسعه یافته اند در میان آن ها، روشهای که بیشتر استفاده شده اند، آشفتن و دیدن (P&O) و الگوریتم هدایت ثابت، می باشند. روش P&O تغییرات توان و تغییرات ولتاژ را اندازه می گیرد تا حرکت نقطه عملکرد را تعیین کند. اگر علامت مثبت بود، ولتاژ مرجع با تعداد زیادی از مقادیر افزایش می یابد و بالعکس. روش دیگر، روش هدایت ثابت می تواند ولتاژ نقطه ماکزیمم توان را با مقایسه هدایت ثابت و هدایت لحظه ای یک سلول pv با دقت بیشتری نسبت به P&O ردیابی کند.

   کنترل MPPT، شیب توان را از ولتاژ سلول خورشیدی و اطلاعات جریان تعیین می کند و ولتاژ مرجع را می سازد. کنترل ولتاژ، ولتاژ سلول خورشیدی را با استفاده از یک کنترلر انتگراگیر (PI) کنترل می کند تا ولتاژ مرجع را دنبال کند. خروجی کنترل ولتاژ یک مقدار DC از جریان مرجع می شود. کنترل جریان، جریان سلف را با استفاده از یک کنترلر پیش بینی کننده یا هیسترزیس کنترل می کند تا جریان مرجع را دنبال کند.

   کنترل هیسترزیس زمان پاسخ سریعی دارد، اما فرکانس کلیدزنی نامنطمی دارد. کنترل پیش بینی کننده فرکانس کلیدزنی ثابت و کنترل جریان خوبی دارد، اما آن به اطلاعات اضافی از پارامترهای مدار نیازمند است. همانگونه که کنترل جریان یک ساختار اتصال سری با کنترل ولتاژ دارد، زمانی که ولتاژ تغییر می کند جریان سلف افزایش ناگهانی دارد. این به دلیل انتگرال کنترل ولتاژ می باشد. این پیک جریان می تواند بر دستگاه های قدرت در یکسوکننده تنش وارد کند و باعث ایجاد خطا در کلیدزنی دستگاه ها گردد. اشکالات افزون سیستم معمولی، تنظیم خسته کننده انتخاب بهره PI و نیاز به اطلاعات دقیق پارامترهای مدار، می باشد. کنترل جدید معرفی شده تا مشکلات بالا را برطرف کند. آن از یک کنترل MPPT و کنترل جریان تشکیل شده است. کنترل MPPT جدید یک توان مرجع به جای ولتاژ مرجع تولید می کند. این توان مرجع توسط رابطه تعادل- توان، مستقیما برای جریان مرجع استفاده می شود. برای تنظیم موانع جریان سلف، یک کنترل مد لغزشی برای کنترل جریان استفاده شده است. کنترل مد لغزشی دارای خاصیت کنترل مقاوم در حضور  تغییرات پارامتر است و می تواند برای تمامی نقاط عملکرد به مدل ریاضی به دست آمده تنظیم موانع حالت ها برسد است و نتایج تجربی قابل قبولی کنترل پیشنهادی را تایید می کند.

اطلاعات تکميلي