Voltage And Frequency Optimization Of Inverter-based Microgrids Considering Low Inertia Grids

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Due to the increasing carbon emission in the atmosphere, the world is witnessing a transition in the power system with the integration of renewable energy sources (RESs). According to the international energy agency (IEA), RESs are set to expand by 50% between 2019 and 2024. Moreover, 50% of the generation is planned to be from RESs in Saudi Arabia by 2030. However, these RESs require interfacing devices to be properly integrated into the grid, i.e., inverters. As a result, inverter-based resources (IBRs) are respectively increasing. However, the working principle of IBRs is completely different from synchronous generators (SGs) which are the main energy source in the conventional grid. Therefore, the need for new control methodologies, which resolve the stability problem of low-inertia grids, is critically substantial. In this Thesis, we propose a microgrid system comprising a DC side, an AC side, and an external grid. A hierarchical control algorithm is proposed to manage the power flow between the DC side components (PV, batteries, and supercapacitors) while regulating the DC bus voltage. The regulated DC bus voltage is fed into the AC side, which features a grid-forming inverter based on the virtual synchronous generator (VSG) topology. Two control methodologies are proposed to enhance the VSG inverter. The first is an adaptation control method based on a fuzzy logic controller (FLC) that optimizes the inverter's frequency performance. The gains of the FLC are optimized using the differential evolution (DE) algorithm. The second is a seamless transition control method that enables seamless switching between the islanded and grid-connected modes. The proposed control methodologies are validated through comprehensive analysis and nonlinear simulations using MATLAB/Simulink. The results demonstrate that the proposed hierarchical control algorithm and control methodologies effectively regulate the microgrid operation and enhance the performance of the VSG inverter, making it suitable for various applications.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

fa8dc24b-914d-4b61-a29b-dde70167d56f

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

848022_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

تحسين الجهد والتردد للشبكات الدقيقة القائمة على العاكس مع مراعاة انخفاض القصور الذاتي في الشبكات

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"Maad Alowaifeer ","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"يوسف محمد جمال عودة","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Voltage And Frequency Optimization Of Inverter-based Microgrids Considering Low Inertia Grids

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

نظرًا لزيادة انبعاثات الكربون في الغلاف الجوي ، يشهد العالم تحولًً في نظام الطاقة مع تكامل مصادر الطاقةالمتجددة ) RESs (. وفقًا لوكالة الطاقة الدولية ) IEA ( ، من المقرر أن تتوسع مصادر الطاقة المتجددة بنسبة 50 ٪ بينعامي 2019 و 2024 . علاوة على ذلك ، من المخطط أن يكون 50 ٪ من التوليد من مصادر الطاقة المتجددة في المملكةالعربية السعودية بحلول عام 2030 . ومع ذلك ، تتطلب هذه الموارد وجود أجهزة اتصال بشكل صحيح مدمجة فيالشبكة ، أي المحولًت. نتيجة لذلك ، تتزايد الموارد القائمة على العاكس ) IBRs ( على التوالي. ومع ذلك ، فإن مبدأعمل IBR يختلف تمامًا عن المولدات المتزامنة ) SGs ( التي تعد مصدر الطاقة الرئيسي في الشبكة التقليدية. لذلك ،فإن الحاجة إلى منهجيات تحكم جديدة ، والتي تحل مشكلة استقرار الشبكات منخفضة القصور الذاتي ، أمر بالغ الأهمية.في هذه الأطروحة ، نقترح نظام شبكة صغيرة يشتمل على جانب DC وجانب AC وشبكة خارجية. تم اقتراح خوارزميةتحكم هرمية لإدارة تدفق الطاقة بين المكونات الجانبية للتيار المستمر ) PV ، والبطاريات ، والمكثفات الفائقة( أثناءتنظيم جهد ناقل التيار المستمر. يتم تغذية جهد ناقل التيار المستمر المنظم في جانب التيار المتردد ، والذي يتميز بعاكسلتشكيل الشبكة على أساس طوبولوجيا المولد المتزامن الًفتراضي ) VSG (. تم اقتراح طريقتين للتحكم لتحسين محولVSG . الأول هو طريقة التحكم في التكيف التي تعتمد على وحدة التحكم المنطقية الضبابية ) FLC ( التي تعمل علىتحسين أداء تردد العاكس. تم تحسين مكاسب FLC باستخدام خوارزمية التطور التفاضلي ) DE (. والثاني هو طريقةتحكم سلسة في الًنتقال تتيح التبديل السلس بين وضعي الجزيرة والمتصلة بالشبكة. يتم التحقق من صحة منهجياتالتحكم المقترحة من خلال التحليل الشامل والمحاكاة غير الخطية باستخدام MATLAB / Simulink . توضح النتائجأن خوارزمية التحكم الهرمي المقترحة ومنهجيات التحكم تنظم بشكل فعال عملية الشبكة الدقيقة وتعزز أداء عاكسVSG ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات المختلفة.

إشراف وإعداد

الإشراف

Maad Alowaifeer

الإعداد

يوسف محمد جمال عودة

الاقتباسات الببليوغرافية