مشارکت در کنترل فرکانس ریزشبکه از طریق ژنراتور سنکرون مجازی

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: مشارکت در کنترل فرکانس ریزشبکه از طریق ژنراتور سنکرون مجازی

ارائه دهنده: Provider: فرهاد فراهانی علوی - رشته برق

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر محمد امین قاسمی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر مرادی - دکتر حاتمی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 8 مرداد 1402

مکان ارائه: Place of presentation: ساختمان فنی مهندسی سیمنار برق

چکیده: Abstract: امروزه با توجه به چالش های زیست محیطی ناشی از به کارگیری سوخت های فسیلی برای تولید انرژی الکتریکی و همچنین انگیزه‌های اقتصادی، بخش انرژی در حال حرکت به عصری است که سهم زیادی از تقاضای انرژی الکتریکی از طریق منابع انرژی تجدیدپذیر برآورده خواهد شد. لذا دولت¬ها و شرکت¬های مختلف به دنبال گسترش سهم منابع انرژی تجدیدپذیر در تولیدانرژی مورد نیاز هستند. برای گسترش بهره برداری از این منابع ، بستری برای ادغام آن‌ها لازم است. ریزشبکه‌ها بستری برای ادغام این منابع در شبکه¬ها به شمار می روند. علی رغم مزایای بهره برداری از ریزشبکه‌های مبتنی بر انرژی‌های تجدیدپذیر، چالش‌هایی نیز در این مسیر وجود دارد. از جمله مهمترین این چالش‌ها ماهیت متغییر توان منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی است که احتمال بروز عدم تعادل در توان تولیدی و مصرفی و تغییرات فرکانس را بیشتر می¬کند. چالش دیگر اینرسی ذاتی پایین این منابع است؛ با توجه به این که این منابع عموما مبتنی ادوات الکترونیک قدرت هستند لذا برخلاف ژنراتورهای سنکرون در نیروگاه‌های سنتی، اینرسی کافی برای شبکه ایجاد نمی¬کنند و حساسیت فرکانس شبکه به بروز عدم تعادل¬های توان در شبکه افزایش پیدا می¬کند. لذا کنترل فرکانس ریزشبکه ها به چالشی جدی¬تر از آنچه در شبکه-های سنتی بود تبدیل می¬شود. سیستم¬های ذخیره ساز انرژی مانند باتری¬ها راهکار غالب برای غلبه بر این چالش¬هاست که می¬توانند علاوه بر شرکت در کنترل اولیه فرکانس و بازیابی فرکانس، به¬صورت ژنراتور های سنکرون مجازی بهره¬برداری شده و اینرسی مورد نیاز شبکه را فراهم و حساسیت فرکانس شبکه را کاهش دهند؛ موضوعی که بخش بزرگی از تحقیقات در سالیان اخیر در زمینه سیستم¬های قدرت را به خود اختصاص داده ¬است. یکی از مهمترین این تحقیقات بهره¬برداری بهینه از این باتری¬هاست که موضوع این پایان نامه نیز در نظر گرفته شده و سعی شده با بهره¬برداری بهینه از این سیستم¬ها ضمن برآورده کردن نیازمندی¬های شبکه، کمترین هزینه (بیشترین سود) را برای مالکان این سیستم¬ها به همراه داشته باشد. در این پایان نامه استراتژی بهینه ای برای مشارکت هماهنگ چند باتری در کنترل فرکانس اولیه و تامین اینرسی مجازی، با تعریف مفهوم اینرسی مجازی متوسط، پیشنهاد شده است. با توجه به اینکه پارامترهای مختلفی نظیر وضعیت شارژ باتری¬ها، اندازه اینورتر باتری، قیمت فروش برق و مقدار ذخیره اولیه توان و اینرسی تضمین شده و همچنین استراتژی بهره¬برداری در بهینگی سیستم به منظور مشارکت در کنترل فرکانس موثر هستند، تابع بهینه¬سازی با در نظر گرفتن تمام عوامل موثر و محدودیت¬های عملیاتی تعریف شده است. در ادامه با در نظر گرفتن استراتژی بهره¬برداری پیشنهادی و اطلاعات فرکانسی گذشته شبکه مانند تعداد، بزرگی و ماندگاری حوادث فرکانسی گذشته شبکه، نسبت به حل مسئله و بهینه¬سازی پارامترهای سیستم اقدام شده است. نتیجه این بهینه¬سازی تعیین مقادیر بهینه برای اندازه اینورتر، اینرسی و ذخیره اولیه تضمین شده، وضعیت شارژ باتری¬ها و ... برای حداکثر شدن سود مالک بوده است. نتایج شبیه‌سازی و بهینه¬سازی نشان می‌دهد که استراتژی بهینه پیشنهادی که یک استراتژی برنامه¬ریزی- بهره¬برداری است می‌تواند به طور موثر از باتری برای کنترل فرکانس اولیه و ارائه اینرسی مجازی به طور همزمان استفاده کند و مزایای اقتصادی آن را بهبود بخشد. واژه¬های کلیدی: باتری، ریزشبکه، ژنراتور سنکرون مجازی، برنامه¬ریزی و بهره¬برداری بهینه، کنترل فرکانس اولیه، اینرسی مجازی

فایل: ّFile: تنزيل فایل