خلاصه خبر: کنترل مقاوم فرکانس ریزشبکه‌ی جزیره‌ای با کنترل‌گر مرتبه‌ی کسری PID

• عنوان: کنترل مقاوم فرکانس ریزشبکه‌ی جزیره‌ای با کنترل‌گر مرتبه‌ی کسری PID
• ارائه‌کننده: شبنم خسروی
• استاد راهنما: دکتر محمدتقی حمیدی بهشتی
• استاد ناظر داخلی اول: دکتر امین رمضانی
• استاد ناظر داخلی دوم: دکتر حمیدرضا مومنی
• استاد ناظر خارجی اول: دکتر محمدرضا جاهد مطلق (دانشگاه: علم و صنعت ایران )
• استاد ناظر خارجی دوم: دکتر محمدصالح تواضعی (دانشگاه صنعتی شریف)
• استاد مشاور اول: دکتر حسن رستگار
• مکان: دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر-سالن جلسات
• تاریخ: 98/11/15
• ساعت: 14:00

چکیده: در این رساله، یک ریزشبکه‌ی جزیره‌ای شامل واحدهای تولید دیزل ژنراتور (DEG)، سیستم ذخیره‌ی انرژی باتری (BESS)، صفحه‌های فتوولتائیک (PV)، ژنراتور توربین بادی (WTG)، بار الکتریکی و واحد کنترل در نظر گرفته می‌شود. برخی چالش‌ها مانند تغییرات توان‌ خروجی واحدهای PV و WTG، تغییر بار، عدم‌قطعیت‌‌ در پارامترهای ثابت اینرسی (H) و ضریب میرایی بار (D) ریزشبکه و محدودیت تأخیر زمانی منجر به انحراف فرکانس ریزشبکه از مقدار نامی می‌گردد. به جهت کنترل فرکانس ریزشبکه‌ در برابر چالش‌های مذکور، از کنترل‌گر تناسبی-انتگرالی-مشتق‌گیر مرتبه‌ی کسری (FOPID) استفاده می‌کنیم. در ابتدا، کنترل فرکانس ریزشبکه‌ی جزیره‌ای در حضور سیگنال‌های اغتشاش (تغییرات توان باد، توان تابشی خورشید و بار) و عدم‌قطعیت‌های پارامتری، با اعمال کنترل‌گر FOPID بررسی می‌گردد. پارامترهای کنترل‌گر FOPID بر اساس مینیمم‌سازی معیارهای پایداری مقاوم، کاهش تلاش کنترل و کاهش اثر سیگنال‌های اغتشاش بر روی فرکانس سیستم طراحی می‌گردند. نتایج شبیه‌سازی در حوزه‌ی زمان نشان می‌دهد که به‌ طور کلی، کنترل‌گر FOPID ویژگی‌های پاسخ زمانی بهتری را در مقایسه با کنترل‌گرIOPID و نتیجه می‌دهد. برای بررسی بیش‌تر، علاوه بر عدم‌قطعیت‌ها و سیگنال‌های اغتشاش، تأخیر زمانی را نیز لحاظ می‌کنیم. در این حالت، ما یک روش برای تعیین حداکثر تأخیر مجاز (MADB) ریزشبکه‌ی دارای عدم‌قطعیت، ارائه‌ می‌کنیم. مقدار MADB بر اساس فرکانس‌هایی که در آن ریشه‌‌های معادله مشخصه محور موهومی را قطع می‌کنند، تعیین می‌گردد. کنترل‌گر FOPID به گونه‌ای طراحی می‌گردد که پایداری مقاوم برای سیستم ریزشبکه علیرغم تغییرات پارامترها به دست آید. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد به ازای تأخیرهای کوچک‌تر از مقدار MADB تعیین شده، انحراف فرکانسی ریزشبکه با وجود عدم‌قطعیت‌ها و سیگنال‌های اغتشاش، روند کاهشی داشته و هم‌چنان در محدوده‌ی مجاز قرار دارد. هم‌چنین کنترل‌گر FOPID در مقایسه با کنترل‌گر IOPID، انحراف فرکانسی کوچک‌تری را نتیجه می‌دهد و قابلیت مدیریت تأخیرهای زمانی بزرگ‌تری را دارد.
کلمات کلیدی: کنترل مقاوم فرکانس، ریزشبکه‌‌ی جزیره‌ای، کنترل‌گر مرتبه کسری، حداکثر تأخیر زمانی مجاز، عدم‌قطعیت پارامتری