پروژه آموزشی شبیه سازی الگوریتم جریان بار جدید برای میکرو شبکه های ترکیبی AC / DC جزیره ای با متلب

 

در این پروژه آماده متلب مقاله ضمیمه شده شامل دو سیستم مورد مطالعه (شکل 10 و 12) میباشد. علاوه بر این یک الگوریتم پخش بار نیز پیشنهاد شده است. هر دو سیستم مورد مطالعه بصورت جداگانه در سیمولینک شبیه سازی شده و سپس الگوریتم پخش بار در m file نوشته شده است. پس از اجرای الگوریتم شکلهای مقاله رسم میشوند. ضمنا تاثیرات تغییرات سطح بار و تاثیرات خروجی IC نیز طبق مقاله بررسی شده است. 

 

چکیده مقاله (ترجمه ماشینی)

این مقاله یک روش جدید بارگذاری مبتنی بر شاخه را برای ریز شبکه های ترکیبی پیشنهاد می کند. این تطبیق شبکه در حال تکامل شامل استفاده از یک فلسفه عملیاتی متمایز است که چالش های قابل توجهی را با توجه به تکنیک های متداول بارگذاری ایجاد می کند. ریز شبکه های ترکیبی توسط ژنراتورهای توزیع شده با درجه کوچک و مبتنی بر افت (DG) و توسط فرکانس و سطح ولتاژ dc متغیر اما به هم پیوسته مشخص می شوند. به طور خاص ، عدم وجود یک اتوبوس شل که ناشی از رتبه بندی کوچک DG است ، مانع استفاده از روش های سنتی مانند روش های شاخه ای است. برای غلبه بر این محدودیت ها ، یک رویکرد شاخه ای اصلاح شده زمینه را برای توسعه الگوریتم پیشنهادی فراهم کرد. الگوریتم جدید با تقسیم مسئله به دو زیرمشکل ac و dc پیوسته بار را حل می کند. معیار اتصال با مدل سازی و به روزرسانی مبادله نیرو بین شبکه های فرعی ایجاد می شود ، از این رو یک فرمول بندی دقیق و کارآمد از زیرمجموعه ها امکان پذیر می شود. برای هر زیرمشکل ، یک جابجایی اصلاح شده به جلو و عقب برای انجام تجزیه و تحلیل بارگذاری بر اساس در نظر گرفتن خصوصیات فردی هر زیر شبکه ایجاد شده است. نتایج مطالعه موردی نشان می دهد که الگوریتم برای تجزیه و تحلیل حالت پایدار چندین عامل عملیاتی مرتبط با یک سیستم میکرو شبکه ترکیبی جداگانه قابل اجرا و موثر است: 1) تغییر بار ؛ 2) سن خارج از مبدل ؛ و 3) ماهیت احتمالی تولید و بارهای تجدیدپذیر.

کلمات کلیدی – DG های مبتنی بر Droop ، رفت و برگشت به جلو ، میکرو شبکه های ترکیبی AC / dc ، میکرو شبکه های جزیره ای ، بارگذاری.

نفوذ اخیر تولید توزیع شده (DG) به شبکه های برق موجود و در نتیجه توسعه شبکه های توزیع فعال (ADN) نسخه خطی را در 11 اکتبر 2016 دریافت کرده است. اصلاح شده 29 ژانویه 2017 ، 16 مه 2017 و 19 سپتامبر 2017 ؛ پذیرفته شده 23 اکتبر 2017. تاریخ انتشار 10 نوامبر 2017؛ تاریخ نسخه فعلی 18 فوریه 2019. مقاله شماره. TSG-01392-2016. (نویسنده مسئول: محمد السید ناصر.) من ناصر با گروه مهندسی برق و کامپیوتر ، دانشگاه واترلو ، واترلو ، در N2L3G1 ، کانادا ، در مرخصی از دانشکده مهندسی ، گروه برق ، دانشگاه اسکندریه ، اسکندریه 21526 ، مصر . A. A. Hamad با شورای تحقیقات ملی کانادا (NRC-CNRC) ، اتاوا ، ON K1A 0R6 ، کانادا ، در مرخصی از دانشکده مهندسی ، گروه برق و ماشین آلات ، دانشگاه قاهره ، جیزه 12613 ، مصر است. M. M. A. Salama با گروه مهندسی برق و کامپیوتر ، دانشگاه واترلو ، واترلو ، ON N2L3G1 ، کانادا است. E. F. El-Saadany با گروه مهندسی برق و کامپیوتر ، دانشگاه واترلو ، واترلو ، ON N2L3G1 ، کانادا ، در مرخصی از موسسه نفت ، دانشگاه علم و صنعت خلیفه ، ابوظبی ، امارات متحده عربی است.

بخشی از گزارش شبیه‌سازی

• مقدمه

شبیه‌سازی سیمولینک و کدنویسی به صورت کامل در متلب ورژن 2017b انجام شده است بنابراین برای جلوگیری از خطای شبیه‌سازی، برای ران کردن برنامه حتما از این ورژن متلب استفاده شود.

شبیه‌سازی ارسالی حاوی دو پوشه جداگانه است. پوشه System1 مربوط به سیمولینک و کدنویسی پخش بار برای ریزشبکه شکل 10 بوده و پوشه System2 نیز حاوی سیمولینک سیستم شکل 12 مقاله بیس می‌باشد.

پوشه مربوط به سیستم اول حاوی چند کد و یک سیمولینک می‌باشد که در ادامه هر یک از این کدها و همچنین فایل سیمولینک به صورت کامل تشریح شده است.

• توضیحات کد Data

ابتدا داده‌های کلی به صورت زیر وارد شده است. Ts بازه زمانی شبیه سازی، f فرکانس کاری، W فرکانس زاویه ای، Cf خازن فیلتر خروجی، Lf و Lc سلف فیلتر خروجی، Vdc ولتاژ نامی سمت dc و Pb نیز توان پایه DGها است.  Vn نیز ولتاژ نامی سمت AC است.

Ts=4e-6;

f=60;

W=2*pi*f;

Cf=150e-6;

Lf=1.35e-3;

Lc=0.35e-6;

Vdc=400;

Pb=10e3;

Vn=127;

 

 

پارامترهای زیر، پارامترهای کنترل‌کننده جریان و ولتاژ در DGها AC می‌باشند.

% Controller Parameter

Kpv=0.05;

Kiv=390;

Kpc=10.5;

Kic=16e2;

F=0.75;

 پارامترهای زیر ضرایب افتی توان و ولتاژ برای DGهای AC می‌باشند.

% AC droop Coefficients

mp=9.4e-5;

nq=1.3e-3;

 

Wc فرکانس قطع فیلتر پایین‌گذر برای محاسبه مقدار میانگین توان DGها می‌باشد.

 

Wc=31.41;

 

 

بر اساس بررسی‌ انجام شده بر روی جدول 2، توان اکتیو و راکتیو کلی سیستم AC را می‌توان 7800 و 5400 وات تخمین زد. با توجه به اینکه بخش AC سیستم دو بار دارد، بنابراین توان اکتیو و راکتیو هر بار، به صورت زیر برابر با نصف بار کلی می‌باشد. بر اساس مقدار بار، ولتاژ نامی و فرکانس نامی، مقدار مقاومت و راکتانس هر بار قابل محاسبه می‌باشد. RL و XL مقدار مقاومت و راکتانس بار هر شین می‌باشد.

• توضیحات سیمولینک

نمای کلی سیمولینک در شکل زیر نشان داده شده است. مشخص است که پیکربندی سیستم عینا به صورت شکل 10 پیاده سازی شده است.

شکل 1. پیکربندی سیستم شکل 10 در سیمولینک

پیکربندی و ساختار کنترلی DG‌های AC بر اساس مقاله زیر پیاده‌سازی شده‌است.

Modeling, Analysis and Testing of Autonomous Operation of an Inverter-Based Microgrid

در شکل زیر ساختار داخلی یک DG از نوع AC نشان داده شده است.