حسن بیورانی

در ریزشبکه های DC منابع تولید پراکنده، منابع ذخیره ساز انرژی و بارها با مشخصات الکتریکی متفاوت معمولاً از طریق مبدل های الکترونیک قدرت به لینک DCمتصل می شوند. حضور این مبدل های واسط دو مسئله اساسی را ایجاد می کنند. اول: مبدل های واسط سمت بار و بارهای متصل شده به آنها به عنوان بار توان ثابت عمل می کنند که اثر منفی بر روی پایداری سیگنال کوچک سیستم می گذارند؛ دوم: مبدل های واسط سمت منابع هیچگونه خاصیت اینرسی و میرایی به سیستم اضافه نمی کنند و درنتیجه اینرسی ذاتی کل سیستم پایین است. در این رساله، مدلسازی، تحلیل پایداری ریزشبکه DCبا اینرسی کم در حضور بارهای توان ثابت، مورد بررسی قرار گرفته و با بهره گیری از مفهوم منابع توان تحت کنترل و مفهوم اینرسی مجازی در ریزشبکه های ،ACپاسخ دینامیکی سیستم بهبود داده می شود. منبع توان تحت کنترل از سه بخش اصلی واحد ذخیره ساز انرژی، مبدل الکترونیک قدرت واسط و استراتژی کنترل مناسب تشکیل شده است، که برای داشتن پاسخ دینامیکی بهتر، هر کدام از این سه بخش بصورت ویژه مورد مطالعه قرار می گیرند. برای واحد ذخیره ساز انرژی، ابرخازن پیشنهاد می شود که دارای چگالی توان بالا بوده و پاسخ دینامیکی سریعی را فراهم می نماید. استراتژی کنترل پیشنهادی از دو بخش اینرسی مجازی و میرایی مجازی تشکیل شده است که درحلقه ی کنترل جریان داخلی مبدل واسط اعمال می شوند. ضریب اینرسی مجازی پیشنهادی بر روی فیدبک مشتق ولتاژ خروجی قرار گرفته و موجب کاهش نرخ تغییرات ولتاژ بلافاصله بعد از وقوع خطا می گردد. حلقه میرایی مجازیپیشنهادی موجب کاهش اثرمنفی بار توان ثابت شده وبا افزایش نسبت میرایی سیستم،پایداری ریزشبکه DCرا بهبود می دهد. روش کنترل پیشنهادی به ساختار مبدل واسط وابسته نبوده و کارایی آن بر روی مبدل کاهنده 1و مبدل افزاینده 2بررسی شده است. به منظور بررسی پایداری ریزشبکه DCمورد مطالعه، مدل دقیق سیگنال کوچک سیستم با استفاده از روش متوسط گیری فضای حالت استخراج می شود. با مطالعه مقادیر ویژه غالب سیستم، تأثیر پارامترهای کنترل کننده پیشنهادی بر روی پایداری مورد بررسی قرار گرفته و مقادیر مناسب آنها به دست می آیند. مدلسازی ها و شبیه سازی های مورد نیاز در محیط های Simulinkو SimPowerSystemsاز نرم افزار MATLAB انجام شده اند