کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد جزیره ای

کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد جزیره ای

استفاده از تولیدات پراکنده علیرغم تمام مزایای فراوان مشکلات زیادی را نیز ایجاد می‌کند که یکی از رایج‌ترین آنها ناپایداری فرکانسی است. به این ترتیب که میکرو شبکه به علت دارا بودن واحدهای تولیدی و مصرفی دینامیکی و متغیر با زمان، توازن بار را برهم می‌زند و این اجزاء عمدتا شامل : میکرو توربین بادی ، سلول خورشیدی و بار دینامیکی متغیر می‌باشند. در این پروژه، میکروشبکه ترکیبی از میکرو توربین بادی، الکترولایزر، پیل سوختی، میکرو توربین گازی، سلول خورشیدی و بار دینامیکی متغیر است.بدلیل وجود متغیرهای زیادی که عدم توازن بار را ایجاد می‌کنند و همچنین با توجه به محدودیت‌هایی که واحدهای تولیدی دارند از کنترلر فازی برای میراسازی نوسانات فرکانسی و بهبود کنترل فرکانس بار استفاده شده است. در پروژه ارایه شده، میکروشبکه به صورت پیش فرض در حالت ایزوله از شبکه اصلی در نظر گرفته شده است و برای نشان دادن قابلیت بالای کنترلر فازی در کنترل فرکانس، نتایج شبیه‌سازی کنترلر PI فازی با نتایج بدست آمده از اعمال کنترلر PIسنتی[1]مقایسه شده است.همچنین برای عادلانه بودن مقایسه ضرایب کنترلر PI سنتی با استفاده از الگوریتم اجتماع ذرات(PSO) [2]که بصورت بهینه تنظیم شده مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج مقایسه نشان داد که عملکرد کنترلر PI فازی بسیار بهتر و با ضریب اطمینان بالا تری نسبت به کنترلر PIسنتی است. همچنین در این پایان نامه برای نشان دادن مقاوم بودن کنترلر فازی سناریوهایی مانند افزایش و کاهش بار یا تولید شبیه سازی و استفاده شده است. در انتها اثر سیستم الکترولایزر در مواقع اغتشاش توانی بررسی گردیده است و نشان داده شده که الکترولایزر اثر مثبتی در مواقع نامتوازنی بار دارد.لازم به ذکر است که شبیه سازی ها با توجه به این نکته صورت گرفته است که توان تولیدی میکرو توربین نسبت به سایر اجزاء تولید کننده توان در شبکه بالاتر است.

کلید واژه: فرکانس، کنترلر فازی، میکرو شبکه، تولیدات پراکنده

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه

پیشگفتار.......................... 2

مفاهیم اولیّه میکروشبکه و کاربردهای آن............................................. 5

1-1) مقدمه.................................................................................. 5

1-2) تولید پراکنده................................................................................. 7

1-2-1) مزایای استفاده از واحدهای تولید پراکنده........................................... 8

1-3) میکروشبکه............................................................................................. 8

1-3-1) ساختار کلی میکروشبکه.................................................................. 10

1-3-2) مصرف کننده­ها............................................................................ 11

1-3-3)ذخیره­ساز های انرژی....................................................................................................... 11

1-3-4)کنترل­کننده........................................................................................................................ 12

1-4) مدهای عملکردی میکروشبکه................................................................................................. 13

1-4-1)مد متصل به شبکه اصلی................................................................................................ 13

1-4-2)مد جزیره­ای......................................................................................................................... 14

1-5) ساختار و عناصر میکروشبکه مورد بررسی........................................................................... 15

1-6) کنترل فرکانس در میکروشبکه ............................... 17

1-7) جمع بندی و نتیجه گیری...................................... 18

فصل دوم: مروری بر کارهای گذشته

2-1) کاربرد های پیل سوختی در میکرو شبکه............................................................................ 21

2-2) چالش های کنترل میکروشبکه........................ 23

2-3) مروری بر انواع مدل سازی دینامیکی عناصر موجود در ساختار میکروشبکه.25

2-4) کنترل فرکانس............ 27

فصل سوم: کنترل­کننده­های هوشمند

3-1) مقدمه...................................... 31

3-2) چگونگی سیستم های فازی................... 32

3-3) موارد و چگونگی استفاده از سیستم های فازی................ 39

3-3-1) ماشین شست و شوی فازی....................................................... 40

3-3-2)سیستم های فازی در اتومبیل..................................................................................... 40

3-4)تارخچه مختصری از تئوری و کار بردهای فازی....................... 41

3-5) کنترل فازی و کاربرد آن در میکروشبکه........................... 44

3-6) الگوریتم اجتماع ذرات (PSO)........................................ 45

3-6-1) تابع ارزیابی (یا تابع هدف)............................ 47

3-7) جمع بندی و نتیجه گیری......................................... 48

فصل چهار: کنترل فرکانس در میکروشبکه

4-1) اجزای سیستم میکروشبکه................................... 50

4-2) مدل‌ اجزاء مختلف میکروشبکه و نحوه پیاده‌سازی کنترل کننده فازی........... 51

4-2-1) فرمولاسیون مساله............................................... 51

4-2-2) مدل فرکانسی اجزاء میکروشبکه............. 53

4-2-3) پیاده‌سازی کنترل کننده PI فازی در میکروشبکه....................... 55

4-3)نحوه طراحی والگوریتم حل مسئله به روش PSO......................................... 58

4-4) پیاده سازی الگوریتم PSO برای تعیین ضرایب کنترل کننده PI اعمال شده..... 59

4-5) کنترل کننده PI فازی............................... 60

4-5-1) پیاده‌سازی کنترل‌کننده PI فازی و مقایسه نتایج آن

با کنترل‌کننده PI سنتی...................... 60

4-5-2)طراحی کنترل کننده فازی............................ 61

4-6( نویز سفید........................ 65

فصل پنجم: نتایج شبیه سازی

مقدمه......................................... 69

نتایج شبیه سازی......................... 69

5-1) سیستم مورد مطالعه..................................................................................................................70

5-2) شبیه‌سازی میکروشبکه در حالتهای با کنترل کننده PI فازی و PI سنتی............. 72

5-3) بررسی اثر سیستم الکترولایزر بر روی کنترل فرکانس میکروشبکه.............................76

5 -4) بررسی عملکرد کنترل­کننده فازی در مواقع حذف بخشی از تولید...........................78

نتیجه‌گیری و پیشنهادات.....................................................................................................................81

فهرست مراجع و مآخذ..........................................................................................................................83

علائم و اختصارات.................................................................................................................................... 87

پیوست ها

پیوست الف............................................................................................................................................ 90

پیوست ب.............................................................................................................................................. 95

پیوست پ.............................................................................................................................................. 97

فهرست جداول:

جدول(4-1). پارامترهای مدل میکرو شبکه........................................................................................... 52

جدول(4-2). پارامترهای مدل دینامیکی اجزاء میکرو شبکه.......................................................... 54

جدول(4-3). پارامترهای مدل میکرو شبکه.......................................................................................... 55

جدول(4-4). پارامترهای کنترل کننده کننده فازی بکار برده شده

در میکرو توربین گازی................................................................................................................................. 56

جدول(4-5): حدود پارامترهای کنترل کننده PID............................................................................ 59

جدول(4-6). نتایج الگوریتم بازای تعداد جمعیت n=20 و تعداد تکرار Iteration=20............ 60

جدول (4-7). تعداد MF های هر کدام از متغیرهای ورودی یا خروجی...................................... 63

جدول(4-8): جدول قوانین فازی برای K_p∆........................................................................................ 64

جدول(4-9): جدول قوانین فازی برای K_I∆......................................................................................... 64

جدول (5-1): مقادیر توان اجزاء مختلف میکروشبکه در نقطه کار نامی متعادل........................ 72

فهرست اشکال

شکل 1-1) نمایی از یک میکروشبکه ..................................................................................................... 6

شکل 1-2) ساختار و اجزای میکروشبکه............................................................................................... 10

شکل1-3). مد متصل به شبکه................................................................................................................. 13

شکل1-4) مد جزیره­ای............................................................................................................................... 14

شکل 1-5) ساختار میکروشبکه مورد بررسی در این پایان نامه...................................................... 15

شکل 3-1) تابع تعلق مربوط به کلمه "زیاد"....................................................................................... 33

شکل 3-2) تابع تعلق مربوط به کلمه "کم"........................................................................................ 33

شکل 3-3) ساختار اصلی سیستم فازی خالص.................................................................................... 36

شکل3-4) ساختار اصلی سیستم فازی TSK....................................................................................... 37

شکل 3-5) سیستم فازی با فازی ساز و غیرفازی ساز....................................................................... 38

شکل 3-6) سیستم فازی به عنوان کنترل کننده حلقه باز............................................................ 39

شکل 3-7) سیستم فازی به عنوان کنترل کننده حلقه بسته....................................................... 39

شکل3-8)ساختارکلی سیستم فازی........................................................................................................ 45

شکل4-1) سیستم میکروشبکه................................................................................................................ 50

شکل4-2) بلوک دیاگرام اعمال تغییرات توان به کنترل کننده فازی............................................ 56

شکل4-3) میکرو شبکه با حضورکنترل کننده فازی.......................................................................... 57

شکل 4-4) سیستم کنترلی میکروشبکه (Fuzzy PI)....................................................................... 61

شکل 4-5) ورودی‌های کنترل کننده فازی........................................................................................... 62

شکل 4-6) خروجی‌های کنترل کننده PI فازی.................................................................................. 63

شکل 4-7) پیکربندی نویز سفید با پهنای باند محدود....................................................................... 65

شکل 5-1)یکربندی میکروشبکه.............................................................................................................. 70

شکل 5-2)ساختار کنترلی میکروشبکه (Fuzzy PI ، و Well-Tuned PI).................................. 71

شکل5-3)یکر بندی تولید سیگنال تصادفی برای اجزای مختلف میکرو شبکه ......................... 73

شکل5-4) منحنی تغییرات توان برای تمام اجزاء میکرو شبکه .................................................... 74

شکل5-5)تغییرات فرکانس میکروشبکه در سه حالت:

1) با وجود کنترل کننده fuzzy-PI2) کنترل کننده Well-Tuned PI و

3) بدون کنترل کننده............................................................................................................................... 75

شکل5-6) ضریب K_p کنترل کننده فازی.............................................................................................. 75

شکل5-7) ضریب K_i کنترل کننده فازی.............................................................................................. 76

شکل5-8) تغییر بار در زمان t=150s از 50kw به مقدار 75kw : الف ) با استفاده از

الکترولایزر ب) بدون استفاده از الکترولایزر........................................................................................... 77

شکل5-9)منحنی توان میکروشبکه زمان رخداد اضافه بار .............................................................. 78

شکل5-10). توان فوتوولتاییک در لحظه t=150s از توان 10KW به 8KW

تغییر یافته و مجددا در لحظه t=550s به توان 10KW برمی‌گردد................................................ 78

شکل5-11) تغییرات توان الکترولایزر وقتی که توان فتولتاییک در لحظه

t=150s از توان 10KW به 8KW تغییر یافته و مجددا در لحظه t=550s

به توان 10KWبرمی‌گردد.......................................................................................................................... 79

شکل(5-12). تغییرات توان میکروتوربین وقتی که توان فوتوولتاییک در لحظه

t=150s از 10KWبه 8KWتغییر یافته و مجددا در لحظه t=550s

به توان 10KW برمی‌گردد............................................... 79

شکل(5-13). تغییرات فرکانس میکروشبکه وقتی که توان فوتوولتاییک

در لحظه t=150s از 10KW به 8KWتغییر یافته و مجددا در لحظه t=550s

به توان 10KW برمی‌گردد.................................... 80

خرید فایل

لینک منبع :کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد جزیره ای

کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد arshadha.ir/دانلود-پایان-نامه-ارشد-کنترل-فرکانس-می/‎Cached13 آوریل 2016 ... گرایش : مهندسی ابزار دقیق و اتوماسیون در صنایع نفت. عنوان : کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد جزیره ای ... پایان نامه کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI ... www.download-thesis.blogsky.com/.../پایان-نامه-کنترل-فرکانس-میکروشبکهAC-با-استفاده-از-کنترلر-PI-فازی-در-مد-جزیره-ای کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد جزیره ای. استادراهنما. دکتر علیرضا روستا. چکیده. استفاده از تولیدات پراکنده علیرغم تمام مزایای ... کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد ... proje20.filenab.com/product-56097-aa.aspx‎Cachedکنترل فرکانس میکروشبکهAC کنترلر PI فازی مد جزیره ای فرکانس کنترلر فازی میکرو شبکه تولیدات پراکنده مقاله پژوهش تحقیق پروژه دانلود مقاله دانلود پژوهش ... کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد ... maghalenab.rozblog.com/.../-کنترل-فرکانس-میکروشبکهac-با-استفاده-از-کنترلر-pi-فازی-در-مد-جزیره-ای-.html‎Cached5 ژوئن 2016 ... کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد جزیره ای دسته: فنی و مهندسی بازدید: 1 بار فرمت فایل: docx حجم فایل: 1759 ... کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد ... ganj.irandoc.ac.ir/articles/798368‎Cachedچکیده کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد جزیره ای به کوشش محمد علی آتشی استفاده از تولیدات پراکنده علیرغم تمام مزایای فراوان ... کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد ... www.virascience.com/thesis/798368/ چکیده کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد جزیره ای به کوشش محمد علی آتشی استفاده از تولیدات پراکنده علیرغم تمام مزایای فراوان ... کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد ... prozheshop.4kia.ir/.../کنترل-فرکانس-میکروشبکهAC--با-استفاده-از-کنترلر--PI/ عنوان تحقیق: کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد جزیره ای. فرمت فایل: word. تعداد صفحات: 111. شرح مختصر: استفاده از تولیدات ... کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد ... prozhe20.lineblog.ir/post/782 6 آگوست 2016 ... عنوان تحقیق: کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد جزیره ای. فرمت فایل: word. تعداد صفحات: 111. شرح مختصر:. کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد ... www.takbook.com/.../کنترل-فرکانس-میکروشبکهac-با-استفاده-از/‎Cachedکنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد جزیره ای ... استفاده از تولیدات پراکنده علیرغم تمام مزایای فراوان مشکلات زیادی را نیز ایجاد می‌کند ... کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد ... ebok.ir/2016/11/کنترل-فرکانس-میکروشبکهac-با-استفاده-از/‎Cached26 نوامبر 2016 ... کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر PI فازی در مد جزیره ای. عنوان تحقیق: کنترل فرکانس میکروشبکهAC با استفاده از کنترلر ...