اهداف

در این میان، مبحث کنترل فرکانس از اهمیت شایانی در بهره­برداری از ریز شبکه برخوردار است. کنترل فرکانس، با مدل سازی منابع تولید موجود در ریز شبکه قدرت در دو فرم متصل به شبکه     بی­نهایت و ایزوله از آن صورت می پذیرد. اینکه ریز شبکه مورد مطالعه دارای یک، دو یا چند ناحیه تولید ومصرف توان است، در نحوه کنترل فرکانس ریز شبکه تاثیرگذار بوده و دقت مدل­سازی   سیستم­های درگیر با مجموعه از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. با تکیه بر توسعه ضریب نفوذ خودروهای الکترکی هیبرید در آینده، سهم این عناصر ذخیره ساز و مصرف کننده انرژی الکتریکی متحرک در شبکه در حالت های تحمیلی به آن نیز رو به افزایش است. تفاوت اساسی خودروهای الکتریکی و سیستم­های ذخیره ساز این است که خودروها بر خلاف ذخیره سازها در کل روز در دسترس نیستند و ساعاتی از روز را خارج از خانه اند. بنابراین اولاً امکان شارژ و تخلیه الکتریکی باتری از طریق شبکه وجود ندارد، ثانیاً باید شارژ مورد نیاز روزانه خودرو برای کارکرد روزانه خارج از خانه، پیش از نیاز فراهم شود. تغییر وضعیت عنصر ذخیره ساز جایگاه شارژ این خودروها مشتمل بر تولیدکنندگی و مصرف­کنندگی انرژی، بر مدل دینامیکی این جایگاه تاثیرگذار بوده و لذا کنترلرهای مورد استفاده بایستی برای این تغییر مدل، از پیش برنامه ریزی شده باشند.

روش های زیادی جهت کنترل فرکانس ریز شبکه وجود دارد، تمامی این روش ها سعی در کاهش تغییرات فرکانس در حالت دینامیکی دارند. بعضی از این مراجع از کنترل کننده منطق فازی[۱] و بعضی دیگر از کنترل کننده PI))[2] استفاده کرده­اند تا انحرافات فرکانس را کاهش دهند. استفاده از کنترل کلاسیک بدون قابلیت وفق پذیری با تغییرات دینامیکی مدل سیستم در این مسیر مورد قبول نبوده و بهره­گیری از سیستم­های خبره­ای مانند فازی انتظار می رود.

 

۱-۶ ضرورت و اهداف پژوهش

سهم زیادی از مصرف سوخت­های فسیلی و آلودگی محیط زیست مربوط به حمل ونقل است. لذا تمرکز بر گسترش وسایل نقلیه با آلودگی زیست محیطی کمتر، مورد توجه قرار گرفته است در این بین نیاز به شارژ مجدد، مهمترین عیب خودروهای الکتریکی و در مقابل، قیمت پایین انرژی الکتریکی و مسائل زیست محیطی و قابلیت تبادل توان با شبکه مهم­ترین مزیت آن­ها می­باشد. از دیدگاه فنی، زمان اتصال خودرو به شبکه جهت شارژ و دشارژ حائز اهمیت بوده و ملاحضاتی لازم و ضروری خواهد بود:

الف: عدم مطلوبیت خودرو های الکتریکی برای تأمین بار پایه شبکه

ب: ملاحظه خودرو­های الکتریکی جهت تنظیم فرکانس، ذخیره چرخان و تنظیم ولتاژ شبکه

ج: مطلوبیت در تامین انرژی در مقیاس خانگی، پیک­سایی شبکه و یکنواخت­سازی بار

 

بنابراین، مسأله کنترل فرکانس ریز شبکه هیبرید مورد مطالعه با وجود منابع انرژی مشتمل بر دیزل ژنراتور، سیستم فتوولتائیک و خودروی الکتریکی هیبرید در این تحقیق پیش رو مورد بررسی قرار خواهد گرفت. پرسش اصلی در این تحقیق، مسأله کنترل ریز شبکه قدرت الکتریکی با حضور این منابع (تولید/مصرف) انرژی است.

با وجود جایگاه شارژ خودروها و اتصال همزمان در ساعت پیک، اثرات نامطلوبی متوجه شبکه برق می گردد. عدم اتصال به موقع جهت شارژ و همزمانی با ساعات تعرفه گرانتر، ممکن است صرفه اقتصادی بهره گیری از انرژی الکتریسیته را تحت الشعاع قرار دهد.

بنابراین، نیاز به کنترل کننده ای به منظور مدیریت تولید و مصرف شبکه با وجود این عناصر و ایجاد توازن در شبکه و بهبود کنترل فرکانس سیستم مشهود است. همچنین به دلیل وجود سیستم فتوولتائیک، امکان نوسانات شدید در توان تولیدی و فرکانس شبکه وجود داشته که در این شرایط باید راه کارهای کنترلی اتخاذ گردد تا این نوسانات کنترل شده و دامنه آن ها محدود گردد.

از سویی، تغییر وضعیت ذخیره انرژی آماده ارسال توسط جایگاه شارژ خودروهای الکتریکی و میزان مصرف این جایگاه­ها برای خودرو­های دشارژ شده، مدل دینامیکی سیستم کلی را تغییر داده و کنترلرهای مورد استفاده بایستی برای این تغییر مدل، از پیش برنامه­ریزی شده باشند. استفاده از کنترل با قابلیت وفق پذیری با تغییرات دینامیکی مدل سیستم و بهره گیری از سیستم های خبره مانند فازی از اهداف پیش روی این تحقیق می باشد.

^[۱] Fuzzy Logic

^[۲] Proportional Integral