دانلود پایان نامه کنترل ریزشبکه دوقطبی DC و مبدل دوطرفه DC/DC برای دسترسی به انرژی

1. مقدمه 2. مروری بر مقالات 3. مدلسازی مبدل DC/DC نیم پل اکتیو دوگانه 4. مدلسازی و کنترل افت ریزشبکه DC 5. طراحی کنترل کننده مبدل و طراحی کنترل سیستم 6. نتایج تست و شبیه سازی 7. نتیجه گیری

چکیده – برق رسانی روستایی، با توجه به رابطه ظریفش با چندین مسئله، شامل محدودیت های جغرافیایی و مقررات زیرساختی کمتر توسعه یافته، یک چالش قابل توجه برای مهندسان باقی مانده است. در نتیجه، با توسعه «سیستم های خانه خورشیدی» (SHS) و ریزشبکه های جریان مستقیم (DC)، سیستم های DC برای دسترسی به انرژی به عنوان یک راهکار نویدبخش، پدیدار شده اند. در این زمینه، یک مبدل DC/DC دو طرفه به عنوان یک پل متصل کننده SHS و شبکه عمل می کند. بنابراین، طراحی یک مکانیزم کنترل مبدل برای حصول اطمینان از عملکرد روان و کارآمد تبادل توان در هر دو جهت، مهم است. فراتر از این جنبه، بحث سیستمی، شامل هماهنگی اولویت های منابع تغذیه فتوولتائیک (PV)، ذخیره انرژی در باتری و برق شبکه درون SHS است. در نتیجه، این پایان نامه، توجهش را به دو هدف متمرکز می کند: کنترل مبدل DC/DC دو طرفه و کنترل سطح سیستمی ریزشبکه DC. برای حصول اطمینان از بازده بالا تحت بارهای متغیر و تحولات هموار بین عملیات های دو جهته، این پایان نامه، یک روش کنترل نوین را پیشنهاد و ارزیابی می کند. توابع تبدیل از طریق مدل سازی ریاضیاتی استخراج می شوند و پارامترهای PI با تحلیل نمودارهای بود (Bode)، تعیین می شوند. همچنین این مقاله، نتایج شبیه سازی و آزمون را نشان می دهد. هر دو نتیجه، نشان می دهند که روش کنترل پیشنهادی به بازده بالایی تحت شرایط بار سبک دست می یابد و یک ولتاژ خروجی پایدار را علیرغم نوسانات هنگفت توان بار، حفظ می کند. تحلیل تبادل انرژی بین ریزشبکه DC و SHS، دربرگیرنده یک مدل ریزشبکه DC دو قطبی براساس یک شبکه جا افتاده در متلب/سیمولینک است. از کنترل دروپ، که یک استراتژی غیرمتمرکز پراستفاده برای هر مبدل درون شبکه است، استفاده می شود. برای حصول اطمینان از اولویت منابع توان در این سیستم، یک روش کنترل غیرمتمرکز سطح سیستمی توسعه می یابد که این به فرض ارتباطات داخلی درون SHS است. از طریق شبیه سازی، اولویت بندی PV، باتری و شبکه و همچنین تاثیر شیفت های دینامیکی و پویا بین سناریوها بر اساس بار، تعیین می شود. با این حال، با توجه به عدم وجود ادوات ارتباطاتی در SHS موجود، یک استراتژی کنترل هماهنگ غیرمتمرکز جایگزین بدون رابط های ارتباطاتی مستقیم، توسعه می یابد و شبیه سازی می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که ولتاژ شین SHS حتی با تغییرات منابع توان، پایدار باقی می ماند.

Rural electrification remains a significant challenge for engineers, given its intricate relationship with multiple issues, including geographical constraints and underdeveloped infrastructural provisions. As a result, with the development of Solar Home Systems (SHS) and direct current (DC) microgrids, DC systems for energy access have emerged as a promising solution. In this context, a bidirectional DC/DC converter serves as a bridge connecting the SHS and the grid. Thus, it is important to design a converter’s control mechanism to ensure a smooth and efficient exchange of power in both directions. Beyond this aspect, the system perspective involves the coordination of photovoltaic (PV), battery storage, and grid power supply priorities within the SHS. Consequently, this thesis centers its attention on two objectives: the control of the bidirectional DC/DC converter and the system-level control of the DC microgrid. To ensure high efficiency under variable loads and smooth transitions between two directional operations, this thesis proposes and evaluates a novel control methodology. Transfer functions are derived through mathematical modeling and PI parameters are determined by analyzing Bode-Plots. This work also shows the simulation and testing results. Both results demonstrate that the proposed control method achieves a high efficiency under light load conditions, maintaining a stable output voltage despite load power dramatic fluctuations. Analysis of energy exchange between the DC microgrid and SHS involves a bipolar DC microgrid model based on an established grid in Matlab/Simulink. Employing droop control, which is a widely used decentralized strategy, for each converter within the grid. To ensure priority order of power supply in the system, a system-level decentralized control methodology is developed, assuming internal communication within the SHS. Through simulation, the priority order of PV, battery, and grid is verified, along with the impact of dynamic shifts between scenarios on the load. However, given the absence of communication devices in the existing SHS, an alternate decentralized coordinated control strategy is developed and simulated, without direct communication interfaces. Simulation results demonstrate that the SHS bus voltage remains stable even with power supply changes.