Έλεγχος αέργου ισχύος στους αντιστροφείς μικροδικτύου για στήριξη της τάσης

• Main Author: Μακρυγιώργου, Δέσποινα
• Other Authors: Αλεξανδρίδης, Αντώνιος
• Format: Thesis
• Language: Greek
• Published: 2016
• Subjects: Μικροδίκτυα; Αντιστροφείς; Άεργος ισχύς; Microgrids; Inverters; Reactive power; 621.31

Στόχος της παρούσας εργασίας αποτελεί η εφαρμογή ελέγχου άεργου ισχύος σε αντιστροφείς μικροδικτύου για στήριξη της τάσης. Κάτι τέτοιο είναι εφικτό μέσω των βρόχων ελέγχου στατισμού (droop control) και συγκεκριμένα μέσω του βρόχου ελέγχου Q - V. Μέσω του βρόχου ελέγχου P - f επιτυγχάνεται με ιδιαίτερα σημαντική ακρίβεια ο καταμερισμός της ενεργού ισχύος στους αντιστροφείς των μονάδων κατανεμημένης παραγωγής μικροδικτύου. Αρχικά αναλύονται οι έννοιες της κατανεμημένης (διεσπαρμένης) παραγωγής και του μικροδικτύου. Ακόμη, παρουσιάζεται λεπτομέρως η βασική δομή του μικροδικτύου κι η λειτουργία του μικροδικτύου σε διασυνδεδεμένη στο δίκτυο λειτουργία ή σε αυτόνομη λειτουργία, ο έλεγχος κι η διαχείριση ενέργειας του μικροδικτύου και ο ρόλος των συστημάτων προστασίας του μικροδικτύου. Στη συνέχεια, ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στους αντιστροφείς τάσης και στην τεχνική ημιτονοειδούς PWM (SPWM) για την παλμοδότηση των τριφασικών μετατροπέων ισχύος. Τόσο στην περίπτωση της διασυνδεδεμένης λειτουργίας, όσο και στην περίπτωση της αυτόνομης λειτουργίας, απαιτείται έλεγχος του αντιστροφέα στο dq πλαίσιο αναφοράς. Επίσης, αναλύεται η ευρέως διαδεδομένη τεχνική ελέγχου στατισμού (droop control). Έπειτα, με βάση όλα τα παραπάνω προχωρούμε στην μοντελοποίηση του πρωτεύοντος και δευτερεύοντος βρόχου ελέγχου του μικροδικτύου. Αρχικά, θεωρούμε το σύστημα ενός αντιστροφέα συνδεδεμένου σε ζυγό. Στην αυτόνομη λειτουργία ο αντιστροφέας ελέγχεται μέσω τεχνικών στατισμού (droop control), καθώς και μέσω ελεγκτών ρεύματος και τάσης Ακολούθως, θεωρούμε το σύστημα ενός μικροδικτύου δύο πηγών κατανεμημένης παραγωγής κι ουσιατικά δύο αντιστροφέων συνδεδεμένων διαμέσου διασυνδετικής γραμμής. Τέλος, το σύστημα του απομονωμένου αντιστροφέα, καθώς και το σύστημα δύο αντιστροφέων συνδεδεμένων προσομοιώνονται με τη βοήθεια του Matlab/Simulink. Η εφαρμογή του σχήματος τοπικού ελέγχου σε κάθε αντιστροφέα οδηγεί σε πολύ ικανοποιητικά αποτελέσματα αφενός ως προς τις τελικές τιμές των μεταβλητών κατάστασης κι αφετέρου ως προς τη δυναμική απόκριση του ελέγχου στις μεταβολές στις οποίες υποβάλλεται το σύστημα. Συνοψίζοντας καταλήγουμε στο συμπέρασμα πως η ενεργός ισχύς ισομερίζεται στους δύο αντιστροφείς του μικροδικτύου κι επιπλέον ότι επιτυγχάνεται η στήριξη της τάσης στα φορτία του μικροδικτύου σε καθεμία από τις περιπτώσεις που προσομοιώθηκαν.