یک راهبرد کنترل قوی برای یک میکروشبکه چند-باس متصل به شبکه تحت شرایط بار نامتعادل

A robust control strategy for a grid-connected multi-bus microgrid under unbalanced load conditions

مجله الزویر – Elsevier

سال ۲۰۱۵

چکیده

حضور روز افزون واحدهای تولید پراکنده (DG) مبتنی بر اینورتردر میکروشبکه‌ها، نیازمند روش‌های کنترلی است که نه تنها در طول شرایط عملیاتی طبیعی، بلکه در شرایط نامتعادل نیز کارآیی بالایی دارند. این شرایط می توانند به صورت پیوسته بخاطر توزیع بارهای نامتعادل در سه فازهای میکروشبکه اتفاق بیفتد. این مقاله یک روش کنترل قوی برای میکروشبکه‌ی چند-باس متصل پیشنهاد می‌‌کند که شامل چند واحد DG مبتنی بر اینورتراست. هر واحد DG می تواند ترکیبی از بارهای محلی متعادل و نامتعادل را تأمین نماید. راهبرد کنترل پیشنهادی از یک تابع لیاپونف وفقی مبتنی بر روش کنترل بهره‌ می‌برد تا به صورت مستقیم مؤلفه‌های جریان توالی-منفی را جبران نماید که در اثر بارهای نامتعادل در بخش‌هایی از میکروشبکه ایجاد می‌شوند؛ قسمت دیگر روش پیشنهادی یک کنترل مبتنی بر حالت لغزشی است که به صورت مستقیم، توان توالی-مثبت اکتیو و راکتیو تزریق شده توسط واحدهای DG به میکروشبکه را تنظیم می‌کند. اثبات شده که روش کنترل پیشنهادی در این مقاله، تحت اختلالات بار و پارامترهای مجهول میکروشبکه و حتی در حضور بارهای نامتعادل متغیر با زمان و غیرخطی، کارآیی پایدار و مقاومی دارد. کارآیی کنترل‌کننده‌ی ارائه شده از طریق شبیه‌سازی‌های حوزه‌ی زمان، در محیط نرم‌افزاری متلب/سیمولینک تأیید شده است.

Abstract

The increasing presence of inverter-based distributed generation (DG) units in microgrid application requires control methods that achieve high performance not only during normal operating conditions, but also under unbalanced conditions. These conditions can occur permanently due to distribution of unbalanced loads on the three phases of the microgrid. This paper proposes a robust control strategy for a grid-connected multi-bus microgrid containing several inverter-based DG units. Each of the DG units can supply a combination of balanced and unbalanced local loads. The proposed control strategy employs an adaptive Lyapunov function based control scheme to directly compensate the negative-sequence current components caused by unbalanced loads in some part of microgrid; and a sliding mode based control scheme to directly regulate the positive-sequence active and reactive power injected by DG units to the microgrid. The control method proposed in this paper is shown to be robust and stable under load disturbances and microgrid parameter uncertainties even in the presence of nonlinear and timevariant unbalanced loads. The effectiveness of the presented controller is validated through time-domain simulation studies, under the MATLAB/Simulink software environment.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه آماده ورد