بخشی از مقاله
چکیده
تامین برق اضطراری در حال تبدیل شدن به قابلیت مهمی برای بسیاری از دستگاه های الکترونیکی و کامپیوتری خانگی یا صنعتی است. تجهیزات کامپیوتری، شیمیایی، پزشکی یا هوانوردی در برابر اغتشاشات شبکه بسیار حساس هستند. این برنامه ها در حضور بار های مختلف و غیرخطی، به یک شکل موج کاملا سینوسی با فرکانس ثابت و دامنه ثابت و پایدار نیاز دارد. علاوه بر این، با توجه به پیشرفت های صورت گرفته در سال های اخیر در حوزه الکترونیک قدرت و الکترونیک دیجیتال،مشاهده میشود که توابع مبدل های استاتیک به تدریج درحال بهبود هستند و استفاده از آنها در حال گسترش است. بنابراین عملکرد اینورتر های UPS طراحی شده دارای اعوجاج پایین در ولتاژ خروجی است.
در ابتدا این اینورترها به وسیله قوانین کلاسیک کنترل PI مبتنی بر رویکرد خطی کنترل می شدند. این روش برای شناخت محدودیت های پایداری و اعمال پاسخ گذرا در مورد اغتشاشات قوی خارجی سخت است. در این مقاله، یک اینورتر ولتاژ تکفاز و سه فاز که توسط یک تنظیم کننده غیر خطی کنترل میشود شبیه سازی و پیشنهاد می شود.
به منظور انجام یک مقایسه بین عملکرد کنترل کننده با کنترل کننده PI صورت گرفته است. در اولین مرحله، تنظیم کننده پسگام که از ابزار پایداری در کنار تابع لیاپونوف استفاده میکند قرار دارد و تنظیم کننده دیگر مطابق با روش PI عمل میکند. عملکرد این دو تنظیم کننده در طول یک تغییر مرجع یا یک تغییر بار در نرم افزار Matlab شبیه سازی می شود.
-1 مقدمه
مزایای استفاده از منابع تولیدات پراکنده تا حدی است که انتظار می رود در آینده ای نزدیک تولیدات پراکنده نقش مهمی در بهره برداری و برنامه ریزی سیستم های قدرت ایفا کنند. شرایط در حال تغییر است، محرکهای اقتصادی، رشد فناوریها و مسایل زیست محیطی در حال اعمال تغییر پیکره بندی و نمای کنونی شبکه ی برق از تولید تا توزیع می باشد.[2-6]
هر ریزشبکه از تعدادی منابع انرژی نو تشکیل شده که برای مدیریت ولتاژ و توان هر منبع نیازمند یک مبدل منبع ولتاژ یا اینورتر برای استفاده از توان خروجی این منابع و برای اتصال به شبکه می باشند . مبدلهایی مانند اینورتر منبع ولتاژ - VSI - بطور معمول به عنوان رابط قدرت در بسیاری از سیستمهای کاربردی از جمله سیستمهای برق اضطراری - UPS - و سیستمهای انرژیهای تجدیدپذیر - سلول خورشیدی، توربین بادی و ... - مورد استفاده قرار میگیرند. همچنین، عملکرد خوب اینورتر بطور مستقل و متصل در شبکه، نیازمند کنترل دقیق ولتاژ و فرکانس برای ثابت نگهداشتن عملکرد و کنترل توان خروجی میباشد.
کنترل صحیح ولتاژ و فرکانس برای عملکرد اینورتر در سیستمهایی مانند سیستمهای برق اضطراری - UPS - و سیستم های ریز شبکه الزامی است. طرحهای کنترلی متفاوتی برای کنترل اینورترها در ریزشبکه در مراجع محتلف ارائه شده اند . در [7] یک کنترل کننده PD به همراه یک ساختار کنترل کننده PI برای سیستم PV فتوولتائیک ارائه شده است. کنترل کننده، یک مرجع ولتاژ را ردیابی می کند که با خطای مشخص شده و الگوریتم حداکثر ردیابی نقطه توان P, Q را نشان می دهند. مشکل اصلی الگوریتم ردیابی حداکثر توان این است که در حالت ثابت، نقطه عملیاتی حول حداکثر نقطه توان نوسان می کند.
در [8 ] بر مسئله کنترل یک جبرانگر DC-AC تک فاز مورد استفاده در تامین نیروی بدون اختلال تاکید دارد. هدف کنترل در این زمینه تولید یک ولتاژ سینوسی در خروجی سیستم با دامنه و فرکانس ثابت شده با سیگنال مرجع می باشد. در [9] کاربرد کنترل کننده های منطق فازی سلسله مراتبی را برای کاربردهای UPS پیشنهاد داده است. طرح کنترل پیشنهادی، از دو کنترل کننده فازی اجرا شده در یک حالت آشیانه ای تشکیل شده است تا بتواند دو حلقه کنترلی را ایجاد کند. نظریه پایداری نقشی اساسی در نظریه و مهندسی سیستم ها دارد.
مسائل مختلفی در خصوص پایداری وجود دارد که در بررسی ومطالعه سیستم های دینامیکی مطرح می شود. معمولاً پایداری نقاط تعادل را از دید لیاپانوف بررسی می کنند. در این مقاله ولتاژ خروجی یک اینورتر منبع تولید پراکنده در وضعیت جزیره ای با استفاده از کنترل کننده یک گام به عقب یا پسخور یا پسگام1 تحت شرایط اتصال بار اهمی, سلفی و غیر خطی کنترل شده و پایداری سیستم نیز بر اساس تئوری لیاپانوف مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرد و با کنترل کننده های کلاسیک مورد مقایسه قرار می گیرد.
