دوره 14، شماره 4 - ( مجله کنترل، جلد 14، شماره 4، زمستان 1399 )                   جلد 14 شماره 4,1399 صفحات 119-131 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Rahimi T, Alizadeh G A, Hasan Babayi Nozadia M. Improving the Frequency Fluctuations Attenuation of Microgrid by Determining Optimal communication System Delay and Virtual Inertia Values. JoC. 2021; 14 (4) :119-131
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-605-fa.html
رحیمی توحید، علیزاده غلامعلی، حسن بابایی محسن. بهبود میرایی نوسانات فرکانس ریزشبکه با کاهش مقادیر تاخیر سیستم مخابراتی و اینرسی مجازی. مجله کنترل. 1399; 14 (4) :119-131

URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-605-fa.html


1- دانشگاه تبریز
2- دانشگاه فنی و حرفه ای -شعبه ارومیه
چکیده:   (1832 مشاهده)
ریز شبکه‌ها به دلیل توسعه بسترهای مخابراتی و تجهیزات تولید و ذخیره توان و بهره مندی بالا از انرژی‌های تجدیدپذیر مورد توجه هستند. ولی ریزشبکه‌ها به دلیل نوسانات بالای تولید توان منابع تجدیدپذیر با مشکل نوسانات فرکانس در حالت جدا از شبکه روبرو هستند. در این مقاله، جهت غلبه بر چالش یاد شده، از ابرخازن‌ برای افزایش اینرسی مجازی شبکه  به همراه سیستم  کنترلی برای سیستم های تولید و ذخیره‌ساز انرژی استفاده شده است. در ضمن مقدار بهینه تاخیر سیستم‌های مخابراتی نیز در تنظیم فرکانس ریز شبکه نیز در نظر گرفته شده است.  جهت ارزیابی عملکرد  استراتژی پیشنهادی، رفتار فرکانسی سیستم در برابر تغییرات  بار و تولید مورد شبیه سازی واقع شده است. با توجه به افزایش هزینه سیستم به دلیل افزایش ظرفیت ابرخازن و کاهش تاخیر سیستم‌های مخابراتی در مقابل بهبود نوسانات فرکانس ریزشبکه، دو روش بهینه‌سازی چندهدفه به منظور کنترل فرکانس بار (LFC) در کنار حداقل افزایش هزینه استفاده شده است. شبیه‌سازی‌های شبکه مورد مطالعه در نرم‌افزار متلب/سیمولینک انجام پذیرفته است. در این مقاله، توجه به کاهش هزینه‌های سیستم ناشی از پایین بودن ظرفیت واحد ابرخازن نصب شده و سیستم‌های مخابراتی با تاخیر قابل قبول، از مهم‌ترین ابعاد نوآوری پژوهش صورت گرفته می‌باشد. در این مقاله، به دلیل حضور ابرخازن،  دیگر نیازی به واحد های باتری نیست. باتری‌ها به دلیل عمر پایین و هزینه نگه داری بالا برای شبکه مشکلاتی را ممکن است ایجاد کنند. نتایج شبیه سازی نشان داده است که سیستم با مقادیر بهینه پارامترهای کنترلی، ظرفیت ابرخازن و تاخیر سیستم مخابراتی به خوبی توانسته است بر اغتشاشات بار و تولید غلبه کند و رفتار فرکانسی سیستم بهبود قابل توجهی نسبت به وضعیت غیر بهینه دارد.
متن کامل [PDF 618 kb]   (117 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: تخصصي
دریافت: 1397/5/6 | پذیرش: 1398/9/18 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1399/7/14 | انتشار: 1399/12/1

فهرست منابع
1. [1] Hatziargyriou, N. ed., 2014. Microgrids: architectures and control. John Wiley & Sons.
2. [2] Liu, W., Gu, W., Sheng, W., Meng, X., Wu, Z. and Chen, W., 2014. Decentralized multi-agent system-based cooperative frequency control for autonomous microgrids with communication constraints. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 5(2), pp.446-456. [DOI:10.1109/TSTE.2013.2293148]
3. [3] R. H. Lasseter and P. Piagi, "Microgrid: A conceptual solution," in Proc. IEEE 35th Annu. Power Electron. Spec. Conf. (PESC), Aachen, Germany, 2004, pp. 4285-4290.
4. [4] G. Venkataramanan and C. Marnay, 2008. A larger role for microgrids, IEEE Power Energy Mag., 6(3): 78-82. [DOI:10.1109/MPE.2008.918720]
5. [5] Chen, C., Wang, J., Qiu, F. and Zhao, D., 2016. Resilient distribution system by microgrids formation after natural disasters. IEEE Transactions on smart grid, 7(2), pp.958-966. [DOI:10.1109/TSG.2015.2429653]
6. [6] Abdmouleh, Z., Alammari, R.A. and Gastli, A., 2015. Review of policies encouraging renewable energy integration & best practices. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 45, pp.249-262. [DOI:10.1016/j.rser.2015.01.035]
7. [7] Suntio, T., Messo, T. and Puukko, J., 2017. Power Electronic Converters: Dynamics and Control in Conventional and Renewable Energy Applications. John Wiley & Sons. [DOI:10.1002/9783527698523]
8. [8] Rahimi, T., Hosseini, S.H., Sabahi, M., Abapour, M. and Gharehpetian, G.B., 2017. Three-phase soft-switching-based interleaved boost converter with high reliability. IET Power Electronics, 10(3), pp.377-386. [DOI:10.1049/iet-pel.2016.0211]
9. [9] Karasani, R.R., Borghate, V.B., Meshram, P.M., Suryawanshi, H.M. and Sabyasachi, S., 2017. A three-phase hybrid cascaded modular multilevel inverter for renewable energy environment. IEEE Transactions on Power Electronics, 32(2), pp.1070-1087. [DOI:10.1109/TPEL.2016.2542519]
10. [10] Rahimi, T., Hosseini, S.H., Sabahi, M., Gharehpetian, G.B., and Abapour, M.. 2018. Reliability evaluation of a fault-tolerant three-phase interleaved DC-DC boost converter, accepted for publication. Doi: 10.1177/0142331218776722 [DOI:10.1177/0142331218776722]
11. [11] Ionel Vechiu, Octavian Curea, Alvaro Llaria, Haritza Camblong, (2011) "Control of power converters for microgrids", COMPEL - The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering, Vol. 30 Issue: 1, pp.300-309, [DOI:10.1108/03321641111091575]
12. [12] علی ربانی، علی کریم پور" شناسایی و مدل سازی توربین گاز و بررسی رفتار مدل نسبت به تغییرات فرکانسی شبکه قدرت" جله کنترل، جلد ۱۲، شماره ۳، پاییز ۱۳۹۷
13. [13] Tani, A., Camara, M.B. and Dakyo, B., 2015. Energy management in the decentralized generation systems based on renewable energy-Ultracapacitors and battery to compensate the wind/load power fluctuations. IEEE Transactions on Industry Applications, 51(2), pp.1817-1827. [DOI:10.1109/TIA.2014.2354737]
14. [14] Chen, Z. and Spooner, E., 2001. Grid power quality with variable speed wind turbines. IEEE Transactions on energy conversion, 16(2), pp.148-154. [DOI:10.1109/60.921466]
15. [15] Liang, X., 2017. Emerging power quality challenges due to integration of renewable energy sources. IEEE Transactions on Industry Applications, 53(2), pp.855-866. [DOI:10.1109/TIA.2016.2626253]
16. [16] Díaz-González, F., Sumper, A., Gomis-Bellmunt, O. and Villafáfila-Robles, R., 2012. A review of energy storage technologies for wind power applications. Renewable and sustainable energy reviews, 16(4), pp.2154-2171. [DOI:10.1016/j.rser.2012.01.029]
17. [17] Shim, J.W., Cho, Y., Kim, S.J., Min, S.W. and Hur, K., 2013. Synergistic control of SMES and battery energy storage for enabling dispatchability of renewable energy sources. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 23(3), pp.5701205-5701205. [DOI:10.1109/TASC.2013.2241385]
18. [18] Onar, O.C., Uzunoglu, M. and Alam, M.S., 2006. Dynamic modeling, design and simulation of a wind/fuel cell/ultra-capacitor-based hybrid power generation system. Journal of power sources, 161(1), pp.707-722. [DOI:10.1016/j.jpowsour.2006.03.055]
19. [19] Jing, W., Lai, C.H., Wong, W.S. and Wong, M.D., 2017. Dynamic power allocation of battery-supercapacitor hybrid energy storage for standalone PV microgrid applications. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 22, pp.55-64. [DOI:10.1016/j.seta.2017.07.001]
20. [20] فاطمه جمشیدی; سیده لی لی امامزاده یی; محمد مهدی قنبریان. "کنترل فرکانس ریزشبکه‌‌ی جزیره‌‌ای با کنترلگر تناسبی- انتگرالی ‌‌تنظیم شده با منطق فازی و الگوریتم ازدحام ذرات". مجله علمی-پژوهشی رایانش نرم و فناوری اطلاعات, 6, 1, 1396, -.
21. [21] Kalantar, M., 2010. Dynamic behavior of a stand-alone hybrid power generation system of wind turbine, microturbine, solar array and battery storage. Applied energy, 87(10), pp.3051-3064. [DOI:10.1016/j.apenergy.2010.02.019]
22. [22] Gao, L., Jiang, Z. and Dougal, R.A., 2004. An actively controlled fuel cell/battery hybrid to meet pulsed power demands. Journal of Power Sources, 130(1-2), pp.202-207. [DOI:10.1016/j.jpowsour.2003.12.052]
23. [23] Nayeripour, M., Hoseintabar, M., Niknam, T., 2011. Frequency Deviation Control by Coordination Control of FC and Double-Layer Capacitor in an Autonomous Hybrid Renewable Energy Power Generation System", Renewable Energy, 36(2): pp. 1741-1746. [DOI:10.1016/j.renene.2010.12.012]
24. [24] Khoobana, M. H., Niknam, T., Blaabjerg, F., & Dragicevic, T. (2016). A new load frequency control strategy for micro-grids with considering electrical vehicles. Electric 'Power Systems Research,1-14. [DOI:10.1016/j.epsr.2016.10.057]
25. [25] L. Sigrist, I. Egido, E. Lobato Miguélez, L. Rouco, Sizing and controller setting of ultracapacitors for frequency stability enhancement of small isolated power systems, IEEE Trans. Power Syst. 30 (July (4)) (2015) 2130-2138 [DOI:10.1109/TPWRS.2014.2356721]
26. [26] Mehran Esmaeili, Hossein Shayeghi, Hamid Mohammad nejad, Abdollah Younesi, (2017) Reinforcement learning based PID controller design for LFC in a microgrid", COMPEL - The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering , Vol. 36 Issue: 4, doi: 10.1108/COMPEL-09-2016-0408 Permanent link to this document: http://dx.doi.org/10.1108/COMPEL-09-2016-0408. [DOI:10.1108/COMPEL-09-2016-0408]
27. [27] Fini, M.H. and Golshan, M.E.H., (2018). Determining optimal virtual inertia and frequency control parameters to preserve the frequency stability in islanded microgrids with high penetration of renewables. Electric Power Systems Research, 154, pp.13-22. [DOI:10.1016/j.epsr.2017.08.007]
28. [28] Jiang, L., Yao, W., Wu, Q. H., Wen, J. Y., & Cheng, S. J. (2012). Delay-dependent stability for load frequency control with constant and time-varying delays. IEEE Transactions on Power Systems, 27, 932-941. [DOI:10.1109/TPWRS.2011.2172821]
29. [29] Fattahi, J., Schriemer, H., Bacque, B., Or, R., Hinzer, K., & Haysom, J. E. (2016). High stability adaptive microgrid control method using fuzzy logic. Sustainable Cities and Society, 25,57-64. [DOI:10.1016/j.scs.2016.03.003]
30. [30] Mishra, S., Mallesham, G. and Jha, A.N., (2012). Design of controller and communication for frequency regulation of a smart microgrid. IET Renewable Power Generation, 6(4), pp.248-258. [DOI:10.1049/iet-rpg.2011.0165]
31. [31] Coello, C.C.A., Pulido, G.T. & Lechuga, M.S. (2004). Handling Multiple Objectives With Particle Swarm Optimization. IEEE Transaction on Evolutionary Computation, 8(3), pp. 256-279. [DOI:10.1109/TEVC.2004.826067]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله کنترل می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2021 CC BY-NC 4.0 | Journal of Control

Designed & Developed by : Yektaweb