طراحی و ساخت کنترل مد لغزشی تطبیقی به منظور کنترل ولتاژ و جریان خروجی سیستم‌های اینورتری متصل به یکدیگر در حالت جزیره‌ای
الموضوعات :
محمد‌مهدی قنبریان
1
(دانشگاه آزاد اسلامی، واحد كازرون)
مجید نیری‌پور
2
(دانشگاه صنعتی شیراز)
امیر‌حسین رجایی
3
(دانشگاه صنعتي شيراز)
الکلمات المفتاحية: ریزشبکه, کنترلگر مد لغزشی تطبیقی کانورتر DC/AC کنترل ولتاژ کنترل جریان,
ملخص المقالة :
در این مقاله از یک روش بهبودیافته کنترلگر مد لغزشی تطبیقی غیر مستقیم به منظور کنترل مبدل‌های یک ریزشبکه در حالت جزیره‌ای استفاده شده است. به منظور کنترل این سیستم که شامل دو واحد تولید پراکنده همراه با مبدل‌های مستقل مربوطه می‌باشد از یک رؤیتگر به منظور تخمین پارامترهای نامعلوم سیستم استفاده می‌شود. سپس با توجه به این مقادیر تخمین زده شده، کنترلگر با شرایط جدید سیستم تطابق داده می‌شود. در استراتژی کنترلی به کار گرفته شده، یکی از واحدها در حالت عملکرد تنظیم ولتاژ ریزشبکه قرار گرفته و واحد دیگر در حالت کنترل جریان مصرفی بار به منظور مدیریت توان دو مبدل استفاده می‌شود. در این روش پیشنهادی با تطبیقی‌کردن پارامترهای کنترل مد لغزشی، پاسخ عملکرد خروجی سیستم از جمله اعوجاج هارمونیکی کل، مقدار مؤثر و مقدار پیک در حالت کنترل ولتاژ بهبود پیدا می‌کند. نتایج حاصل از ساخت این مبدل‌های قدرت با کنترلگر کلاسیک مد لغزشی به علت وجود تأخیر در مدارهای راه‌انداز الکترونیک قدرت و قسمت‌های مختلف سیستم کنترل مد لغزشی بیانگر عدم عملکرد مطلوب و مناسب مبدل در دنبال‌کردن سیگنال مرجع شده که با تطبیقی‌کردن این کنترلگر، مشکل برطرف گردیده و سیگنال جریان مرجع به خوبی و با خطای حالت ماندگار کمتری نسبت به کنترل مد لغزشی کلاسیک دنبال می‌شود. شبیه‌سازی با استفاده از نرم‌افزار MATLAB و پیاده‌سازی سیستم کنترل مربوطه توسط ریزپردازنده 28335F320DSP/TMS بیانگر عملکرد مناسب این کنترلگر است.
[1] B. Kroposki, T. Basso, and R. DelBlasio, "Microgrid standards and technologies," IEEE Power and Energy Society General Meeting - Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century, 20-24 July 2008.
[2] H. K. Kang, C. H. Yoo, I. Y. Chung, D. J. Won, and S. I. Moon, "Intelligent coordination method of multiple distributed resources for armonic current compensation in a micro-grid," J. Elect. Eng. Technol., vol. 7, no. 6, pp. 834-844, Nov. 2012.
[3] I. Kumarswamy, T. Kalyani Sandipamu, and V. Prasanth, "Analysis of islanding detection in distributed generation using fuzzy logic technique," in Proc. 7th Asia, IEEE Modelling Symp., AMS'07, pp. 3-7, Oct. 2013.
[4] Y. Liu, H. Wang, and C. Hou, "Sliding-mode control design for nonlinear systems using probability density function shaping," IEEE Trans. on Neural Networks and Learning Systems, vol. 25, no. 2, pp. 332-343, Feb. 2014.
[5] S. Bhat and H. N. Nagaraja, "DSP based proportional integral sliding mode controller for photo-voltaic system," International J. of Electrical Power & Energy Systems, vol. 71, pp. 123-130, 2015.
[6] H. Karimi, H. Nikkhajoei, and R. Iravani, "Control of an electronically coupled distributed resource unit subsequent to an islanding event," IEEE Trans. Power Del., vol. 23, no. 1, pp. 493-501, Jan. 2008.
[7] H. Karimi, A. Yazdani, and R. Iravani, "Robust control of an autonomous four-wire electronically-coupled distributed generation unit," IEEE Trans. Power Del., vol. 26, no. 1, pp. 455-466, Jan. 2011.
[8] M. B. Delghavi and A. Yazdani, "Islanded-mode control of electronically coupled distributed-resource units under unbalanced and nonlinear load conditions," IEEE Trans. Power Del., vol. 26, no. 2, pp. 661-673, Apr. 2011.
[9] D. Santos-Martin, J. L. Rodriguez-Amenedo, and S. Arnalte, "Direct power control applied to doubly fed induction generator under unbalanced grid voltage conditions," IEEE Trans. Power Electron., vol. 23, no. 5, pp. 2328-2336, Nov. 2008.
[10] F. Delfino, F. Pampararo, R. Procopio, and M. Rossi, "A feedback linearization control scheme for the integration of wind energy conversion systems into distribution grids," IEEE Systems Journal, vol. 6, no. 1, pp. 85-93, Mar. 2012.
[11] D. Noriega-Pineda, G. Espinosa-Perez, A. Varela-Vega, and S. Horta-Mejia, "Experimental evaluation of an adaptive nonlinear controller for single-phase UPS," in Proc. of the 2001 IEEE Int. Conf. on Control Applications, CCA'01, pp. 254-258, Sep. 2001.
[12] W. L. Lu, S. N. Yeh, J. C. Hwang, and H. P. Hsieh, "Development of a single-phase half-bridge active power filter with the function of uninterruptible power supplies," IEE Proceedings - Electric Power Applications, vol. 147, no. 4, pp. 313-319, Jul. 2000.
[13] N. M. Abdel-Rahim and J. E. Quaicoe, "Analysis and design of a multiple feedback loop control strategy for single-phase voltage-source UPS inverters," IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 11, no. 4, pp. 532-541, Jul. 1996.
[14] W. Wang, H. Yin, and L. Guan, "A direct power control scheme for three-phase PWM rectifiers based on sliding-mode variable structure control theory," in Proc. Int. Conf. on Power Electronics and Drive System, PEDS'09, pp. 837-842, 2-5 Nov. 2010.
[15] A. Hemdani, M. W. Naouar, I. Slama-Belkhodja, and E. Monmasson, "FPGA-based sliding mode direct power control of three-phase PWM boost rectifier," in Proc. 14th European Conf. on Power Electronics and Applications, EPE'11, 10 pp., Sep. 2011.
[16] X. X. Yin, Y. G. Lin, W. Li, Y. J. Gu, H. W. Liu, and P. F. Lei, "A novel fuzzy integral sliding mode current control strategy for maximizing wind power extraction and eliminating voltage harmonics," Energy, vol. 85, pp. 677-686, Jun. 2015.
[17] S. Oucheriah and L. Guo, "PWM-based adaptive sliding-mode control for boost DC-DC converters," IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 60, no. 8, pp. 3291-3294, Aug. 2013.
[18] V. Utkin, J. Guldner, and J. Shi, Sliding Mode Control in Electro-Mechanical Systems, New York: Taylor & Francis, 2009.
