عنوان پایان‌نامه
طراحی واحد مدیریت انرژی سیستم پشتیبان فتوولتائیک با قابلیت کار به صورت متصل به شبکه و جزیره ای
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 42347;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1629
- تاریخ دفاع
- ۲۷ مهر ۱۳۸۸
- دانشجو
- محسن فردوسی
- استاد راهنما
- شاهرخ فرهنگی, بهزاد آسایی
- چکیده
- چکیده رشد روزافزون استفاده از منابع تولید پراکنده فرصت¬ها و قابلیت¬های جدیدی را در زمینه بهبود کیفیت تغذیه بار به وجود آورده است که امکان تغذیه بار در هنگام وقوع حالت جزیره¬¬ای یکی از آن¬ها است. این مسئله هنگامی اتفاق می?افتد که شبکه اصلی قطع شود، ولی منابع تولید پراکنده بخواهند بار محلی مشخصی را تغذیه نمایند. برای آن¬که چنین عملکردی امکان¬پذیر و ایمن باشد، باید ضمن تشخیص وقوع حالت جزیره¬ای در کوتاه¬ترین زمان ممکن و جدا نمودن پردازشگر توان از شبکه، بدون وقوع وقفه در تغذیه بار، وضعیت کاری سیستم از حالت تزریق جریان به شبکه به حالت کنترل ولتاژ و فرکانس بار تغییر نماید. سیستم¬هایی که دارای چنین قابلیتی باشند، سیستم¬های پشتیبان نامیده می¬شوند. در قسمت اول این پایان¬نامه نمونه¬های صنعتی مشابه برای سیستم پشتیبان فتوولتاییک به منظور کسب بینشی مناسب از توانمندی¬های مورد انتظار و محدوده¬های کاری طرح مورد نظر بررسی شده و مشخصات طرح انتخاب می¬گردند. با توجه به متغییر و غیرقابل پیش¬بینی بودن توان خروجی سیستم فتوولتاییک، برای آن¬که سیستم پشتیبان بتواند در حالت مجزا از شبکه بار مشخصی را تغذیه نماید، باید علاوه بر این منبع انرژی، یک منبع مکمل تولید یا ذخیره انرژی داشته باشد. بنابراین در قسمت دوم با استفاده از استاندارهای موجود، دو بخش آرایه¬های خورشیدی و باتری به عنوان منابع انرژی سیستم پشتیبان طراحی می¬شوند. در این بخش مشخصات و نقاط قوت و ضعف انواع باتری مورد مقایسه قرار گرفته و باتری مناسب انتخاب می¬شود. در قسمت بعد، طراحی بخش¬های مختلف مدار قدرت شامل پردازشگر توان آرایه¬های خورشیدی، بخش خروجی و پردازشگر توان باتری انجام می¬شود. در این قسمت، مبدل نیم پل دوسویه مجزا به عنوان مبدل DC/DC برای کاربرد پردازشگر توان باتری معرفی می¬شود و روشی نوین برای تغییر وضعیت موفق این مبدل از حالت افزاینده به کاهنده ارائه می¬گردد. در مرحله بعد، روشهای مدیریت شارژ و تخلیه باتری مورد مقایسه قرار می¬گیرند و پس از انتخاب روش مناسب، برای مبدل نیم¬پل دوسویه مجزا ارائه شده در فصل قبل، ساز و کار کنترلی معرفی و تشریح می¬شود. در فصل بعد، سناریوهای کاری مختلف برای سیستم پشتیبان فتوولتاییک مورد بررسی قرار می¬گیرند و توانایی روش ارائه شده برای کنترل پردازشگر توان باتری در حالت¬های مختلف بهره¬برداری با انجام شبیه سازی¬ها در نرم افزار PSCAD نشان داده می¬شود.
- Abstract
- Abstract The ever-increasing use of renewable energies has opened doors to new opportunities in the area of power quality. One of these opportunities is the possibility of supplying the load during ‘islanding’ state, where the electrical distribution network fails. In order to make benefit from the generating capacity of the distributed renewable energy sources for supplying the local loads during such failures, the distributed generation (DG) unit should be capable of timely detection of the islanding occurrence. In addition, the unit should successfully switch from the current source (CS) operating mode to the voltage source (VS) mode. Systems with such a capability can be called backup units. In this thesis, a backup photovoltaic (PV) system is designed. The industrial samples of backup PV systems are surveyed to gain a good overview of the capabilities that are expected from a typical backup PV system. Using this information, the specifications of the unit to be designed are selected. Due to the inherent unpredictability of energy output of PV systems, a complimentary source of generation or energy storage would be required in order to make the PV unit capable of feeding a constant load during the stand-alone mode. The PV array and the battery units are designed using the existing standards. The power circuit of the backup PV system is designed. An isolated half-bridge DC/DC converter is proposed as the bidirectional battery power processor, and a novel control scheme for this converter is proposed. This scheme addresses the problem associated with the transition from the boost to buck mode in isolated half-bridge converters. The control scheme for grid-connected and stand-alone modes of the system is presented. Finally, the operation of the designed system and the proposed control schemes are simulated and verified using PSCAD software.
