عنوان پایان نامه یا رساله: بهبود سرعت و دقت روشهای کنترل نرخ شیب توان در سیستم های فتوولتائیک متصل به شبکه با استفاده ازروشهای تطبیقی
ارائه دهنده: خانم مینا حقیقت
استادان راهنما:جناب آقای مهدی نیرومند ،
استادان مشاور:جناب آقای حسین دهقانی تفتی ،
تاریخ:1402/03/24، ساعت:16:00-19:00،مکان جلسه:اتاق شورا ساختمان صناعت
نام دانشکده و گروه: فنی و مهندسی مهندسی برق
چکیده: چکیده به صورت سنتی نیروگاههای فتوولتائیک برای تولید حداکثر انرژی الکتریکی از الگوریتم‌های ردیابی نقطه بیشینه توان (MPPT) استفاده می‌کنند. با این حال، با افزایش نیروگاه‌های فتوولتائیک نصب شده به شبکه، اپراتورهای سیستم‌ قدرت با چالش‌های جدیدی مانند اضافه بار، اضافه ولتاژ، انحراف فرکانس و نوسانات ولتاژ در شبکه مواجه شده‌اند. در نتیجه، نیاز به کنترل پیشرفته‌ای برای پشتیبانی فرکانس و کنترل ولتاژ می‌باشد تا قابلیت اطمینان و پایداری شبکه حفظ گردد. بنابراین استانداردها و کدهای شبکه کنترل توان اکتیو انعطاف پذیر را بر روی سیستم‌های فتوولتائیک متصل به شبکه وضع کرده‌اند تا بخشی از نیازهای شبکه فراهم گردد. در همین راستا الگوریتم‌های MPPT با الگوریتم‌های ردیابی نقطه توان انعطاف‌پذیر (FPPT) جایگزین شده است. عملکردهای پشتیبانی از شبکه ایجاب می‌کند که سیستم‌های فتوولتائیک تحت سه نوع کنترل کار کنند، استراتژی‌هایی که می‌توان با الگوریتم‌های FPPT ارائه کرد. این سه استراتژی کنترل به عنوان تولید توان ثابت (CPG)، کنترل ذخیره توان (PRC) و کنترل نرخ شیب توان (PRRC) طبقه‌بندی می‌شوند. در این رساله دو الگوریتم برای اجرای انواع کنترل‌های ذکر شده پیشنهاد شده است. در این رساله یک الگوریتم PRRC مبتنی بر ردیابی نقطه توان انعطاف‌پذیر با گام ولتاژ تطبیقی برای سیستم‌های فتوولتائیک دو مرحله‌ای متصل به شبکه ارائه شده است. راه‌حل‌های موجود در پژوهش‌های قبلی فاقد قابلیت اندازه‌گیری سریع برای نرخ شیب توان و دینامیک سریع تحت تغییرات تابش سریع هستند. الگوریتم پیشنهادی در این رساله اندازه‌گیری اضافی در وسط هر گام محاسباتی انجام می‌دهد تا تغییرات تابش سریع را تشخیص دهد و متعاقباً نرخ شیب توان را به سرعت اندازه‌گیری کند. پس از آن گام ولتاژ تحت محاسبات تطبیقی ??قرار می‌گیرد تا نرخ شیب توان را به مقدار از پیش تعریف شده محدود کند. نتایج عملی بر روی یک سیستم فتوولتائیک 2.5 کیلوواتی برای تأیید عملکرد الگوریتم PRRC پیشنهادی تحت شرایط عملیاتی مختلف ارائه شده‌است که دینامیک سریع و دقت بالا در شرایط عملیاتی مختلف را تأیید می‌کند. مقایسه بین نتایج استراتژی پیشنهادی و راه‌حل‌های مرسوم، برتری الگوریتم پیشنهادی برای محدود کردن نرخ شیب تحت تأثیر تغییرات تابش سریع را نشان می‌دهد. همچنین در این رساله یک الگوریتم PRC برای کنترل سیستم‌های فتوولتائیک متصل به شبکه مبتنی بر اینورتر تمام‌پل آبشاری چندسطحی (CHB) پیشنهاد شده است. در این رساله یک الگوریتم PRC ارائه شده است که توزیع توان کل بین مبدل‌های فتوولتائیک به‌گونه‌ای انجام می‌شود که بارگذاری بین مبدل‌ها تا حد امکان به طور یکسان انجام شود و در نتیجه از مدولاسیون بیش از حد مبدل‌ها و عدم تعادل بین آن‌ها جلوگیری می‌شود. اگرچه تاکنون الگوریتم‌های پیشرفته FPPT در تحقیقات قبلی معرفی شده‌ است، با این وجود روش‌های پیشین تنها برای یک اینورتر مناسب هستند.همچنین محدودیت اختلاف توان اکتیو بین مبدل‌ها برای حفظ پایداری سیستم در نظر گرفته شده است. علاوه بر این، تغییرات توان مبدل‌های فتوولتائیک برای جلوگیری از گذارهای ناگهانی در سیستم و به دست آوردن توان خروجی هموار به آرامی انجام می‌شود. اثربخشی الگوریتم ارائه‌شده با شبیه‌سازی یک سیستم فتوولتائیک 470 کیلووات ارزیابی می‌شود. نتایج ارائه‌شده گذار آرام بین حالت‌های عملکردی، نوسانات توان پایین در حالت پایدار، دینامیک سریع الگوریتم پیشنهادی و اعتبار آن را برای سیستم‌های فتوولتائیک در مقیاس متوسط و بزرگ را نشان می‌دهد. کلیدواژه‌ها: سیستم‌های فتوولتائیک، دنبال کردن نقطه توان انعطاف‌پذیر، کنترل نرخ شیب توان، کنترل ذخیره توان، مبدل تمام‌پل آبشاری.