بخشی از مقاله
خلاصه
در این مقاله روش فیلتر برای تشخیص خطای جزیره شدن میکروگرید برای سیستم های توزیع پراکنده، به کار گرفته خواهد شد. در این مقاله الگوریتمی ارائه خواهد شد که با استفاده از تخمین حالت ها - هارمونیکهای ولتاژ نقطه اتصال مشترک - توسط فیلتر انرژی هارمونیک های سوم، پنجم و هفتم محاسبه و تشخیص خطا صورت می گیرد. در نهایت این روش بر روی یک شبکه میکروگرید شبیه سازی شده در محیط سیمولینک متلب پیادهسازی شده و صحت عملکرد آن بررسی و تایید شده است.
.1 مقدمه
با توجه به افزایش نفوذ DG در بخش توزیع سیستم قدرت، لازم است برخی از مشکلات که مربوط به مد بهره برداری متصل به شبکه می باشد مورد توجه قرار گرفته و در پی رفع آن باشیم. یکی از این مشکلات، جزیره ای شدن این منابع به هنگام قطع شبکه سراسری است. جزیره ای شدن بصورت تصادفیDG ، یک شرایط بهره برداری نامطلوبی است که می تواند خطراتی را برای ایمنی عمومی، شبکه و مصرف کنندگان و خود DG به همراه داشته باشد.
یه همین دلیل تشخیص خطای جزیره شدن برای سیستم های تولید پراکنده1در ریزشبکه ها و شبکه های هوشمند یک روش ایمنی ضروری است. روش های موجود برای تشخیص خطای جزیره شدن می توانند به دو دسته ی فعال - 2مانند تشخیص کمبود/3اضافه4ولتاژ، تشخیص کمبود/اضافه فرکانس و تشخیص افزایش ناگهانی فاز ولتاژ بر اساس تاثیر طبیعی جزیره شدن - و غیرفعال5 - مانند اندازه گیری امپدانس، شیفت فرکانسی مد لغزشی، شیفت فرکانسی Sandia و غیره - تقسیم می شوند.
اگر توان مصرفی توسط بار با توان تولیدی اینورتر محلی یکسان باشد، تشخیص خطا توسط روش های غیر فعال ممکن نیست و روش های غیر فعال سنتی ممکن است دچار خطا شوند و تشخیص نادرست دهند. در مقابل این روش ها روش های فعال می توانند این مشکل را حل کنند. هر چند روش های فعال اغتشاشاتی نیز وارد می کنند که بر کیفیت توان تولیدی اینورتر تاثیر گذاشته و آن را کاهش می دهد.
در مرجع [1]از فیلتر کالمن6 و SMF7 برای تخمین هارمونیک های ولتاژ برای تشخیص حالت جزیره ای استفاده شده است. در فیلتر کالمن نویز سیستم و اندازه گیری باید دارای یک فرمت خاص داشته باشند. به همین دلیل در این روش محدودیت هایی به وجود می آید که ممکن است عملکرد آن خیلی خوب نبوده و در بعضی موارد تشخیص اشتباه صورت گیرد. مطالعات نشان می دهد که نویزهای سیستم های تولید توان پراکنده و سنسورهای اندازه گیری ولتاژ نویز تصادفی سفید نیست ولی دارای محدودیت و مرز است. به همین دلیل در مقاله ی مرجع [1] از روش SMFاستفاده کرده است. موضوع SMF بر اساس اطلاع از مرز نویزهای فرآیند و اندازه گیری است.
طراحی و ساخت کنترلکننده ها و تخمین زنندهها برای سیستمهای دارای عدم قطعیت تصادفی که عملکرد سیستم در بدترین حالت را تضمین کند افزایش چشمگیری پیدا کرده است. برای مدلهای خطی که با نویز سفید مدل میشوند هم برای سیستمهای گسسته و هم پیوسته در مقالات مختلف بررسی شده اند. اخیرا راه حلی برای مسئله فیدبک خروجی سیستم تغییرپذیر با زمان با نویز تصادفی برای حالتهای زمان محدود و نامحدود ارائه شده است.
این راه براساس حل بخش فیلتر با استفاده از تخمینگر لیونبرگر و اعمال لم BRL8 - نوع فیلترینگ - به آن می-باشد. این راه به معادله تفاضلی ریکاتی اصلاح شده منجر میشود که حد تخمین داده شده را با مینیمم کردن کوواریانس خطای تخمین، تضمین میکند .
همچنین در [2] یک الگوریتم تشخیص عیب مقاوم برای محرک روبات طراحی شده است که حساسیت به خطا را بر مبنای در نظر میگیرد. در [3] یک الگوی تشخیص عیب را برای سیستمهای نایقین خطی غیر متغیر با زمان طراحی شده است. در این مقاله جداسازی خطا بر اساس صورت میگیرد، که عملکرد آن به انتخاب مدل اولیه بستگی دارد. همچنین در [5] و [6] از فیلتر برای بهبود کیفیت صوت بهره گرفته است.
در این مقاله در ابتدا به شرح مسئله جزیره شدن و اهمیت تشخیص خطا پرداخته خواهد شد. سپس مدل ریاضی سیستم ارائه گشته و سپس شرح کامل فیلتر آورده شده و در انتها الگوریتمی ارائه شده و بر روی یک شبکه میکروگرید شبیه سازی شده است.
.2 شرح مساله
در این مقاله برای تصمیم گیری در مورد شرایط جزیره شدن از هارمونیک های 3,5,7 ولتاژ نقطه ی اتصال مشترک استفاده شده است و حلقه ی کنترلی برای کنترل جریان به صورت شکل 1 در نظر گرفته شده است.
شکل .1 حلقه ی کنترلی برای کنترل جریان
در این ساختار جریان اندازه گیری شده توسط سنسور جریان، جریان مرجع، کنترلر شبه تناسبی تشدید شده9 و جبرانساز هارمونیک10 می باشند. ساختار کنترلر ها به صورت زیر می باشد :
در کنترلر پارامتر روی گین کنترلر و پهنای باند در فرکانس قطع تا ثیر می گذارد. تاثیر این پارامتر را می توان در شکل 2دید.
شکل .2 نمودار بود کنترلر به ازای های مختلف
نمودار بود کل کنترلرها - هر دو با هم - به صورت شکل 3 می باشد.
