پیشبینی بار و دیگری پیش بینی کوتاه مدت از سرعت باد پیشِ رو میباشد برای نمونه در [۲۴] پیش بینی سرعت باد به کمک شبکه های عصبی و در [۲۵] به کمک نظریه خوشه ای [۱۹] انجام شده است.
۲-۳-۴-کنترل فرکانس به کمک روش کنترل بار- فرکانس
در روش کنترل خودکار فرکانس-بار[۲۰] انحراف فرکانس سیستم یک متغیر حالت با کمک الگوریتم پخش بار محاسبه می گردد این فرمولاسیون به شناسایی نقطه عملیاتی ژنراتورهای بادی بعد از عمل کنترل اولیه فرکانس زمانیکه عدم تعادل توان رخ می دهد،کمک می کند[۲۶] .
بطور مثال در [۲۷] طرح کنترل فرکانسی بار با بهره گرفتن از روش کنترل پیش گویانه مدل در یک سیستم قدرت چند ناحیه ای در حضور توربین های بادی ارائه گردیده است در سیستم مورد مطالعه هر کنترل کننده محلی به طور مستقل طراحی شده است، با این روش کنترلی سیستم حلقه بسته پایدار می گردد .
علاوه بر روش های کنترل فرکانس ،روش های قیمت گذاری و صرفه اقتصادی و میزان دسترس پذیری و بررسی تولید بهینه این منابع در شرایط مختلف مسئله مهمی است که در [۲۸] به آن پرداخته شده است. محققان بر این مسله تاکید می کنند که کنترل بار-فرکانس[۲۱] مساله بسیار پر سودی در بازار برق است چرا که بستر تبادل انرژی را مساعد می کند.از مزایای این روش می توان به:
اطمینان از صفر بودن خطای فرکانس در حالت ماندگار
کمینه کردن انتقالات بدون برنامه ی توان، از طریق خطوط ارتباطی[۲۲] با مناطق کنترلی همسایه
دنبال کردن مناسب بار و کاهش اغتشاشات
| منابع | موضوع مورد بررسی |
| [۱],[۲],[۳],[۴۹],[۵۰],[۵۶],[۵۷],[۵۸],[۵۹],[۶۰] | کنترل فرکانس با حضور منبع خورشیدی |
| [۴],[۵],[۶],[۷],[۸],[۹],[۱۰],[۱۱],[۱۲],[۱۳],[۱۴], [۱۵],[۱۶],[۱۷],[۱۸],[۱۹],[۲۰],[۲۱],[۲۲],[۲۳],[۲۴], [۲۵],[۲۶],[۲۷],[۲۹],[۳۲][۳۷],[۳۸],[۳۹],[۴۱],[۴۲] [۴۳], [۶۲],[۶۳],[۶۴],…. |
کنترل فرکانس با حضور منبع بادی |
| [۳۶] | کنترل فرکانس با حضور منابع بادی و خورشیدی |
جدول ۱-۱- دسته بندی منابع بر حسب موضوع
در جدول ۱-۱ به دسته بندی منابع بر حسب موضوع مورد بررسی پرداخته شده ،همانطور که می بینم اکثر تحقیقات بر روی کنترل منابع باد و تعدادی نیز بر روش های کنترل تولید فتو ولتائیک متمرکز شده اند.
همچنین سیستم های مورد بررسی از نوع سیستم های مجزا [۲۳] بوده و کمتر به سیستم بهم پیوسته پرداخته شده است.
۲-۴-روش مورد استفاده در این پایان نامه
با توجه به تولید تصادفی و متغیر با زمان منابع تجدید پذیر به یک سیستم کنترل لحظه ای و پویا [۲۴] نیاز داریم، ولی روش های کنترلی مانند الگوریتم ژنتیک[۲۵] [۲۹]و[۳۰] ،شبکه های عصبی[۲۶] [۳۱] و[۳۲] و یا منطق فازی[۲۷] [۳۳]و[۳۴] که به حجم بالای پردازش نیاز دارند ،کارایی نخواهند داشت زیرا زمانبر بوده و سیستم کنترل را دچار وقفه خواهند کرد .همچنین روش های مبتنی بر پیش بینی، بر اساس احتمالات صورت گرفته و نتایج دقیق و قطعی نخواهند بود و خطاهایی در آنها وجود دارد. همچنین کنترل زاویه گام همانطور که گفته شد،زمانی که سرعت باد به حداکثر مقدار مجاز می رسد یا از آن بیشتر می شود ، میزان تولید در حد بالایی قفل می شود بنابراین این روش کنترلی دیگر به تنهایی پاسخگو نخواهد بود.
در چنین شرایطی یکی از گزینه های قابل قبول، استفاده از سیستم تزریق توان می باشد. بطویکه با برقراری تعادل بین عرضه و تقاضا فرکانس را به حد مطلوب برساند.
ساخت چنین سیستم کنترلی نیازمند این مساله است که کنترل کننده بدنه کنترلی وابسته به پارامترهای داخلی خود سیستم داشته باشد؛ و هدف این خواهد بود که سیستم کنترل به تغییرات داده های خود به شدت حساس بوده و تغییرات را مدیریت کند.
در این پایان نامه تمرکز بر روی استفاده از یک کنترل کننده برای تصمیم گیری و هماهنگ کردن تمام واحدهای تولید ، جهت کمینه کردن نوسانات فرکانس می باشد. سامان دادن کنترل کننده هایی برای تمام واحدهای تولید اگر به درستی انجام گردد و مدیریت شود میتواند نوسانات فرکانس را به طرز قابل قبولی کاهش دهد. برای دستیابی به این هدف از تزریق توان بهره برده شده که هم برای کنترل واحدهای حرارتی معمول و هم برای کنترل واحدهای بادی و خوشیدی به کار رفته، بطوریکه کلیه واحدها را با تعیین توان مرجع برای آنها و مقایسه آن با توان تولیدی اندازه گیری شده، کنترل می کند.[۳۵] چنین دستورات برای باتری ذخیره ساز موجود در شبکه نیز اتخاذ می گردد تا تمام این هماهنگی ها در جهت بهبود پایداری و کیفیت توان شبکه منسجم شوند.
سیستم مورد بررسی بدین صورت عمل می کند که، انرژی منابع تجدید پذیر باد و خورشید در صورت تولید مازاد توسط باتری ذخیره می شود و توسط مبدل های[۲۸] قدرتی که واسطه اتصال آنها به شبکه می باشد،توان تزریقی به شبکه کنترل می گردد تا این منابع بطور سودمند مورد بهره برداری قرارگیرند به طوری که سیستم در حضور واحدهای بادی و خورشیدی نیز قادر به کارکرد قابل قبول بوده ، نوسانات و پایداری شبکه را مورد تهدید قرار ندهند.[۳۶]
این مساله نیازمند وجود یک کنترل کننده در سیستم است. ذخیره ساز باتری نیز باید بتواند زمانی که فرکانس سیستم کمتر از مقدار نامی است انرژی تخلیه کند[۲۹] و زمانی که فرکانس سیستم بالاست انرژی از آن جذب کند[۳۰] [۳۷].فاکتور مهم در بهره برداری از باتری هزینه کل است،که با حداقل کردن ظرفیت واحد ذخیره کاهش می یابد. اگرانحراف در فرکانس سیستم از مقدار نامی اش رخ دهد کنترلر باید ظرف چند ثانیه فرکانس را به داخل باند مجاز حول مقدار نامی فرکانس تنظیم کند . [۳۸]
در این پروژه بر خلاف روش های پیشنهادی نظیر [۳۹] که به پیش بینی سرعت باد نیازمند است، چنین پیش نیازی لازم نداشته و همچنین نیازی به کنترل نمودن زاویه گام توربین بادی نیست. همچنین در مقایسه با روش پیشنهادی با روش های پیشبینی محور، باید اشاره نموده که روش های مبتنی بر پیش بینی عموما دقت بسیار بالایی نداشته و برای انجام آنها به نصب تجهیزات اضافی و داشتن مقداری تاخیر در محاسبات نیازمند است [۴۰] ؛ در حالی که روش پیشنهادی نیازمند چنین پیش شرط هایی نیست؛ به علاوه راهکار ارائه شده همچون روشهایی نظیر [۴۱] ، [۴۲] بر اساس شبکه های عصبی، الگوریتم ژنتیک و یا دیگر الگوریتمها پیچیده و زمان بر نمی باشند.
۲-۵-نتیجه گیری
در این فصل، توصیفی از سیستمهای قدرت امروزی، نوین به دست داده شد، و چالشهای موجود در شبکه های امروزی که معلول این تغییرات گسترده اند، توصیف گردید. همچنین مطالعات و تحقیقات صورت گرفته در این زمینه بیان گردید ، مهندسین امروز به این نتیجه رسیده اند که با تنش ها و چالشهای موجود در شبکه های قدرت امروزی، امکان استفاده از کنترل کننده های کلاسیک قدیمی وجود ندارد. در این راه، روش تزریق توان پیشنهاد شد .
در فصل بعد به معرفی سیستم مورد مطالعه می پردازیم.
فصل سوم
ساختار سیستم مورد مطالعه و روش کنترل پیشنهادی
- ۱-۳مقدمه
در این فصل ابتدا سیستم قدرت مورد مطالعه ای که در این پایان‌نامه به کار رفته، مورد بررسی قرار می‌گیرد. سپس نحوه تولید توان توسط ژنراتور های سنکرون واحد تولید متداول بیان می گردد و بعد از آن کنترل فرکانس در سیستم قدرت چند ناحیه ای بطور مفصل توضیح داده خواهد شد. همچنین روش کنترل تولید منابع تولید بادی و فتو ولتائیک معرفی شده و سپس ساختار کلی روش پیشنهادی این پایان نامه توسط بلوک دیاگرام مربوطه توضیح داده خواهد شد.
آخرین نظرات