افزایش انعطاف پذیری و بهبود تاب آوری ریزشبکه هوشمند با هماهنگی منابع ذخیره ساز و تولیدات پراکنده در زمان وقوع پیشامد

مهندسی مخابرات جنوب

دوره 12، شماره 45، مهر 1401، صفحه 45-60   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jce.2022.692050

نویسندگان

محسن غلامی^* ؛ مهرداد ملاکی

گروه مهندسی برق، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد بوشهر، بوشهر، ایران

چکیده

ریزشبکه ها اغلب به دلیل ساختار کوچک و تحمل پایین در برابر تغییرات، دارای اینرسی کمی هستند، لذا حفظ پایداری ولتاژ و فرکانس به ویژه در حالت جزیره‌ای بسیار دشوار و تاب آوری آنها بسیار آسیب پذیر است. با توجه به سرعت پاسخگویی پایین منابع انرژی اولیه و وجود لینک ارتباطی بین خروجی واحدها و سیستم‌های کنترل در تولیدات پراکنده، این تولیدات حتی اگر سیستم کنترلی کارآمدی هم داشته باشند، به تنهایی نمی‌توانند پایداری ریزشبکه را حفظ کنند.

در مقاله یک ساختار کنترل فازی تنظیم شده با شبکه عصبی برای ایجاد تعادل بین سمت تولید و مصرف در ریزشبکه معرفی شده است. این کنترل کننده به واسطه منطق فازی امکان عملکرد منعطف ریزشبکه در دو حالت اتصال به شبکه و جزیره‌ای را فراهم می‌کند و امکان انتقال نرم بین این دو حالت را تضمین می‌کند که باعث افزایش قابل توجه تاب‌آوری می‌شود. در این سیستم کنترلی یک شبکه عصبی آموزش دیده در شرایط مختلف بهره‌برداری وظیفه تنظیم دقیق منطق فازی را بر عهده دارد. با توجه به حساسیت بارهای موجود در ریزشبکه، ساختار پیشنهادی به منظور بالابردن سرعت پاسخ به عدم تعادل بین تولید و مصرف و جلوگیری از انحراف بیش از حد ولتاژ و فرکانس به ویژه در زمان وقوع پیشامد شدید، بصورت تعاملی با منبع ذخیره‌ساز طراحی شده است. با استفاده از این کنترل کننده، نوسانات تولید منابع تجدیدپذیر نیز به سرعت جبران شده و امکان استفاده از این تولیدات به ویژه در حالت جدا از شبکه، بدون تاثیر منفی در تاب آوری و ایجاد ناپایداری فراهم می‌شود.

کلیدواژه‌ها

تولید پراکنده؛ منابع ذخیره ساز؛ ریزشبکه؛ پایداری؛ منابع تجدیدپذیر

مراجع

[1]    G. Dileep, "A survey on smart grid technologies and applications," Renewable Energy, vol. 146, pp. 2589-2625, 2020, doi:10.1016/j.renene.2019.08.092.

 

[2]          S. Chandak and P. K. J. I. J. o. E. R. Rout, "The implementation framework of a microgrid: A review," International Journal of Energy Research, vol. 45, no. 3, pp. 3523-3547, 2021, doi:10.1002/er.6064.

 

 [3]         M. F. Zia, M. Benbouzid, E. Elbouchikhi, S. Muyeen, K. Techato, and J. M. J. I. A. Guerrero, "Microgrid transactive energy: Review, architectures, distributed ledger technologies, and market analysis,"  in IEEE Access, vol. 8, pp. 19410-19432, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2968402.

 

[4]          M. Yadav, N. Pal, and D. K. J. I. A. Saini, "Microgrid Control, Storage, and Communication Strategies to Enhance Resiliency for Survival of Critical Load,"  in IEEE Access, vol. 8, pp. 169047-169069, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3023087.

 

[5]          K. C. Meje, L. Bokopane, and K. Kusakana, "Microgrids control strategies: A survey of available literature," in 2020 International Conference on Smart Grid and Clean Energy Technologies (ICSGCE), 2020, pp. 167-173, doi: 10.1109/ICSGCE49177.2020.9275651.

[6]          N. Pitalúa-Díaz et al., "An ANFIS-based modeling comparison study for photovoltaic power at different geographical places in Mexico," Energies, vol. 12, no. 14, p. 2662, 2019, doi: 10.3390/en12142662.

[7]          Z. Liu, C. Su, H. Høidalen, and Z. Chen, "A Multiagent System-Based Protection and Control Scheme for Distribution System With Distributed-Generation Integration," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 32, no. 1, pp. 536-545, 2017, doi: 10.1109/TPWRD.2016.2585579.

 

[8]          R. M. J. E. c. Kamel and management, "Maintaining stability of standalone Micro-Grid by employing electrical and mechanical fault ride through techniques upon fixed speed wind generation systems," Energy Conversion and Management,  vol. 74, pp. 149-161, 2013, doi:10.1016/j.enconman.2013.04.031.

 

[9]          R. M. Kamel and B. Kermanshahi, "Design and implementation of models for analyzing the dynamic performance of distributed generators in the micro grid part I: Micro turbine and solid oxide fuel cell,"  SCIENTIA IRANICA, vol.17, no.1,  pp.47-58, 2010.

 

[10]        D. K. Dheer, N. Soni, and S. Doolla, "Improvement of small signal stability margin and transient response in inverter-dominated microgrids," Sustainable Energy, Grids Networks, vol. 5, pp. 135-147, 2016, doi:10.1016/j.segan.2015.12.005.

 

[11]        Y. Peng, Z. Shuai, J. M. Guerrero, Y. Li, A. Luo, and Z. J. J. I. T. o. I. E. Shen, "Performance improvement of the unbalanced voltage compensation in islanded microgrid based on small-signal analysis," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 67, no. 7, pp. 5531-5542, July 2020, doi: 10.1109/TIE.2019.2934021.