علی اصغر قدیمی

منابع تولید هیبرید به عنوان منابعی تجدیدپذیر در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به دلایل مختلفی از قبیل عدم قطعیت در توان تولیدی توربینهای بادی، تولید توان مقطعی سلولهای خوررشیدی و یا دینامیک کند توان خروجی پیلهای سوختی، معمولاً از سیستمهای ذخیره ساز از قبیل باتریها و ابرخازنها در کنار سایر منابع تولید انرژی استفاده میشود. از آنجا که اغلب این منابع تولید هیبرید دارای خروجی توان DC هستند، این منابع به همراه منابع ذخیرهساز به یک باس DC متصل می شود و سپس باس DC از طریق اینورتر به شبکه متصل شده و یا در حالت جزیرهای، بار متصل به باس را تغذیه میکند. اتصال این منابع و ذخیرهسازها به باس DC از طریق مبدلهای الکترونیک قدرت بوده تا بتوان از طریق این مبدلها توان سیستم با مشخصات خاص در حالت جزیرهای ریزشبکه را در شرایط مختلف مدیریت و کنترل نمود. نحوه مدیریت انرژی و توان خروجی منابع تولید پراکنده و منابع ذخیرهساز به منظور کنترل و تنظیم ولتاژ باس DC در زمانهای تغییر بار و یا تغییر توان منابع تولید هیبرید مانند سلولهای خورشیدی و توربین بادی از موارد تحقیقاتی مورد توجه است. در این پایاننامه از مفهوم سیستمهای تولید انرژی الکتریکی هیبرید و روش کنترل پیشبین (MPC) به منظور کنترل ولتاژ باس DC ریزشبکه ایزوله استفاده شده است. روش کنترل MPC یک روش کنترل چندورودی-چندخروجی (MIMO) حلقه بسته است که مهمترین مزیت آن قابلیت تعیین توان تولیدی منابع در هر لحظه با در نظر گرفتن شرایط و قیود کل سیستم میباشد. همچنین با توجه به مفهوم سیستمهای تولید انرژی هیبرید، روش پیشنهادی با توجه به وضعیت سیستم دو هدف تنظیم ولتاژ باس DC در شرایط گذرا و تنطیم میزان شارژ ابرخازن در مقدار نامی در حالت دائم را که بر اساس توابع هدف مختلف تعریف شده در هر حالت دنبال میکند. در راستای ارزیابی روش ارائه شده ابتدا شبیهسازی دینامیکی سیستم تولید پراکنده ترکیبی بر اساس مدل اجزاء شامل پیل سوختی، سلول خورشیدی و ابرخازن و مبدلهای الکترونیک قدرت DC/DC و با هدف ایجاد بستری مناسب برای بررسی عملکرد استراتژی کنترلی در انجام میگیرد. در ادامه استراتژی کنترلی پیشنهادی بر روی ریزشبکه مورد بررسی پیاده-سازی شده و عملکرد آن در شرایط مختلف گذرا مانند تغییر بار و شرایط ماندگار بررسی میگردد. نتایج شبیهسازی نشاندهنده کارایی موثر روش کنترلی