کنترل یک اینورتر تکفاز در سیستم تولید پراکنده متصل به شبکه

-۱- مقدمه

در سالهای اخیرکنترل سیستمهای تولید پراکنده (DG) براساس اینورتر، که هدف اصلی آن علاوه بر تولید توان اکتیو، تولید توان راکتیو شبیه یک فیلتر اکتیو است چه در حالت بدون اتصال به شبکه و چه در حالت اتصال به شبکه، برای کمک به شبکه­های قدرت در جهت حفظ و افزایش کیفیت و قابلیت اطمینان و همچنین تأمین بارهای دوردست و بسیار دور از شبکه مورد توجه زیادی قرار گرفته است]۱[. این علاقه روز افزون ناشی از حفظ محیط زیست و کاهش آلودگی هوا بعلت عدم نیاز به سوختهای سنتی و استفاده از منابع تجدید پذیر همچون باد, فتوولتاییک و … در سیستمهای DG براساس اینورتر بعنوان توان DC ورودی اینورتر می باشد. هرچند عملکرد سیستم تولید پراکنده بدون اتصال به شبکه نسبت به عواملهای مختلف همچون روشهای کنترل خطی و غیرخطی، بارهای خطی و غیر خطی، بارهای نامتعادل، تغییرات گذرا و دینامیکی بارها و غیره دارای حساسیت بیشتری نسبت به سیستمهای DG متصل به شبکه است اما تنظیم سریع ولتاژ نقطه اتصال مشترک  و کاهش موثر اغتشاشهای سریع این ولتاژ در سیستمهای DG متصل به شبکه نیز مورد توجه است. در این قسمت به طور اجمالی سیستمهای تولید پراکنده مبتنی بر اینورتر تکفاز در حالتهای بدون اتصال به شبکه و متصل به شبکه را بررسی کرده و هدفهای کنترلی ان را مرور خواهیم کرد]

۱-۱- ۱ سیستمهای تولید پراکنده مبتنی بر اینورترتکفاز بدون اتصال به شبکه(Stand-Alone)

سیستم تولیدپراکنده (DG) مبتنی بر اینورتر تکفاز بدون اتصال به شبکه در شکلهای  (۱-۱)- (۱-۳) نشان داده شده است. همانطوریکه از این شکلها مشخص است منبع DC ورودی اینورتر تکفاز منابع انرژی تجدید پذیر مانند فتوولتاییک، انرژی باد، انرژی زمین گرمایی و … و همچنین باتری می­توانند باشند. نقطه ای که در ان هم اینورتر و هم بار متصل است را نقطه اتصال مشترک یا PCC می گویند

۱-۱- ۲ سیستمهای تولید پراکنده مبتنی بر اینورترتکفاز متصل به شبکه

سیستم تولیدپراکنده (DG) مبتنی بر اینورتر تکفاز متصل به شبکه در شکلهای  (۱-۵)- (۱-۷) نشان داده شده است. این شکلها موضوع بحث ما در این پایانامه خواهند بود. توضیحات مربوط به بارهای خطی و غیرخطی مانند قسمت قبل است. همانطوریکه از این شکلها مشخص است شبکه تکفازبا ولتاژ سینوسی با مقاومت و سلف  در نقطه اتصال مشترک یا PCC به بارهای خطی و غیرخطی و همچنین سیستم DG متصل شده است. جریان این شبکه باید سینوسی مطلوب با هارمونیک بسیار پایین باشد. همچنین برای بهبود و افزایش کیفیت ولتاژ، جریان و توان شبکه مطلوب این است که جریان شبکه هم فاز با ولتاژ شبکه گرد

-۲: اهداف پروژه

ما در این پایاننامه قرار است تا به کنترل یک اینورتر تکفاز در سیستم تولید پراکنده متصل به شبکه بپردازیم. قبل از کنترل این سیستم باید به طور کامل مشخصه های یک DG تکفاز متصل به شبکه را توصیف کرده و هدفهای کنترلی این مجموعه (اینورتر, شبکه و بارهای خطی و غیر خطی را مشخص کنیم. شکل (۱-۸) سیستم تولید پراکنده تکفاز متصل به شبکه را نشان می دهد. نقطه PCC را نقطه اتصال مشترک در سیستم تولید پراکنده می نامند. شبکه بوسیله Ls و Rs , اینورتر منبع ولتاژ یا VSI بوسیله L وR و بارشامل بارهای خطی و غیر خطی به طور مستقیم به نقطه اتصال مشترک متصل می شوند. بار غیر خطی میتواند یکسوکننده تک فاز دیودی یا کنترل شونده باشد که باعث ایجاد مشکلاتی در سیستم DG متصل به شبکه می شود, همچون: غیر سینوسی شدن ولتاژ نقطه PCC , هارمونیکی شدن جریان شبکه که از Ls و Rs میگذرد و همچنین ایجاد اختلال در توانهای اکتیو و راکتیو تولیدی و مصرفی اینورتر, شبکه و بار .