| Summary: | Στην παρούσα διπλωματική εργασία διεξάγεται η μελέτη, η ανάλυση και ο σχεδιασμός ελέγχου ενός αυτόνομου μικροδικτύου συνεχούς ρεύματος με παράλληλους μετατροπείς ισχύος. Πιο συγκεκριμένα, στη διάταξη του μικροδικτύου, ως μονάδες διεσπαρμένης παραγωγής, περιλαμβάνονται μία φωτοβολταϊκή συστοιχία , μία ανεμογεννήτρια με σύγχρονη γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη και ένας συσσωρευτής ιόντων-λιθίου. Οι τρεις μονάδες παραγωγής ενέργειας βρίσκονται συνδεδεμένες παράλληλα σε ζυγό συνεχούς ρεύματος , μέσω κατάλληλων μετατροπέων ισχύος , τροφοδοτώντας φορτία σταθερής εμπέδησης. Για τη φωτοβολταϊκή συστοιχία χρησιμοποιήθηκε μετατροπέας ανύψωσης τάσης , για το σύστημα της ανεμογεννήτριας μη ελεγχόμενος ανορθωτής τάσης σε συνδυασμό με μετατροπέα υποβιβασμού τάσης, ενώ για τον συσσωρευτή μετατροπέας διπλής κατευθύνσεως. Σκοπός είναι να σχεδιασθεί ο κατάλληλος εποπτικός έλεγχος που θα επιτυγχάνει τη ρύθμιση της τάσης στον ζυγό στο επιθυμητό επίπεδο και ανάλογα με το ποσοστό φόρτισης της μπαταρίας, είτε να εκτελεί λειτουργία διαμοιρασμού ισχύος των πηγών διεσπαρμένης παραγωγής, με άμεση συνέπεια την εκφόρτωση της μπαταρίας, είτε λειτουργία της ανεμογεννήτριας και της φωτοβολταϊκής συστοιχίας σε σημείο μέγιστης απομάστευσης ισχύος, φορτίζοντας την μπαταρία . Αφού πραγματοποιήθηκε η εξαγωγή των μαθηματικών μοντέλων των μονάδων διεσπαρμένης παραγωγής και των δυναμικών μοντέλων των ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος, σχεδιάσθηκε ο κατάλληλος έλεγχος. Ειδικότερα για την επίτευξη του ελέγχου έγινε καθολική χρήση Αναλογικών-Ολοκληρωτικών ελεγκτών , ελέγχου στατισμού και αξιοποιήθηκε η λογική του αλγορίθμου Διαταραχής και Παρατήρησης για την εύρεση σημείων μέγιστης απομάστευσης ισχύος. Η έξοδος των συστημάτων ελέγχου παλμοδοτεί κατάλληλα τα ημιαγωγικά στοιχεία των μετατροπέων ισχύος επιτυγχάνοντας την απαιτούμενη λειτουργία του συστήματος. Η διάταξη του μικροδικτύου συνεχούς ρεύματος σε συνδυασμό με τις τεχνικές ελέγχου προσομοιώθηκαν μέσω του προγράμματος Matlab στο περιβάλλον Simulink, προκειμένου να αποδειχθεί η ορθή λειτουργία και ευστάθεια του συστήματος.
|
|---|
