کنترل مبدل‌های موازی جدا از شبکه با تسهیم دقیق توان در حضور بارهای هارمونیکی و میان هارمونیکی​

چکیده رساله:

در سال های اخیر، با توجه به رشد روزافزون تولیدات پراکنده در ریزشبکه‌ها، نیاز به پردازش حجم بالای توان و افزایش قابلیت اطمینان و امنیت انرژی، استفاده از ساختار مبدل های موازی گسترش قابل‌ملاحظه‌ای یافته است. روش‌های تسهیم توان در مبدل‌های موازی با فاصله از یکدیگر، به دو دسته اصلی کنترل مبتنی بر لینک ارتباطی و کنترل مبتنی بر دروپ تقسیم‌بندی می‌شوند. دسته اول، ویژگی‌های تنظیم ولتاژ دقیق و تسهیم توان مناسب را به دنبال دارد اما هزینه لینک‌های ارتباطی و کاهش قابلیت اطمینان ناشی از آنها، از جمله معایب این دسته محسوب می‌شود. در کنترل دروپ نیز علی‌رغم بی‌نیازی از لینک ارتباطی، مسائلی از جمله انحراف ولتاژ و فرکانس و تغذیه نامناسب بارهای هارمونیکی وجود دارد. در تحقیقات اخیر، راهکار کنترل ترکیبی معرفی شده است تا مشکلات هر دو روش، به حداقل ممکن برسد. با این حال، همچنان نیاز به بهبود در برخی زمینه‌ها مانند تسهیم بارهای هارمونیکی، کنترل ساده و کیفیت توان، مشاهده می‌شود. گذشته از این بحث، تسهیم بارهای میان هارمونیک در ادبیات گذشته وجود ندارد. در این رساله، روش کنترل تسهیم توان جدیدی که به تدریج برای ساختارهای مختلف بهبود یافته است، به بحث گذاشته می‌شود. در این راستا نخست، روش کنترل امپدانس-توان برای تسهیم دقیق توان در ریزشبکه‌های ولتاژ پایین مقاومتی ارائه می‌شود. طرح کنترل پیشنهادی، امپدانس‌های ذاتی مبدل‌ها را حذف و برای تنظیم امپدانس معادل مبدل‌ها، الگوریتم امپدانس-توان را به کار می‌گیرد. بر این اساس، نیازی به شناخت پارامترهای سیستم و استفاده از دروپ سنتی نبوده و انحرافات اندکی در ولتاژ و فرکانس مشاهده می‌شود. سپس، روش کنترل امپدانس-توان برای دست‌یابی به تسهیم توان در جریان‌های هارمونیک و میان هارمونیک، اصلاح می‌شود تا تأخیرهای ذاتی کنترل دیجیتال را در حذف امپدانس ذاتی و سلف‌های مجازی را برای تنظیم توان در نظر بگیرد. علاوه بر این، دو شیوه دیگر را برای کنترل و به‌کارگیری امپدانس‌های مجازی منفی بدون نیاز به شناخت پارامترها ارائه می‌دهد. در ادامه کنترل ترکیبی برای مقاومت در برابر خطای لینک ارتباطی ارائه خواهد شد. در انتها نیز الگوریتم امپدانس-توان توسعه‌یافته برای تسهیم دقیق توان در ریزشبکه‌های چند باس با امپدانس‌های خطوط مختلط مورد توجه قرار می‌گیرد. این الگوریتم مبتنی بر امپدانس مجازی مختلط بوده که بخش‌های مقاومتی و سلفی آن با استفاده از معادلات دروپ غیرخطی به دست می‌آید. برای تأیید صحت و کارایی عملکرد روش‌های پیشنهادی، نتایج شبیه‌سازی و پیاده‌سازی آزمایشگاهی در سناریوهای مختلف ارائه می‌شوند.