Loading...
| Friend's email | |
| Your name | |
| Your email | |
| enter code | |
This page was sent successfuly
- Type of Document: Ph.D. Dissertation
- Language: Farsi
- Document No: 49193 (05)
- University: Sharif University of Technology
- Department: Electrical Engineering
- Advisor(s): Sadati, Naser; Hamzeh, Mohsen
- Abstract:
- New nonlinear voltage and current control strategies based on backstepping control and a high-order sliding mode differentiator for microgrid are proposed. The microgrid consists of multiple distributed generation (DG) units with an arbitrary configuration that can be parametrically uncertain or topologically unknown. The proposed method robustly regulates the microgrid voltages and currents in the presence of parametric uncertainties, unmodeled dynamics, load imbalances, and nonlinear loads with harmonic/interharmonic currents. In contrast to existing methods, the proposed method does not need to know the frequency of harmonic and interharmonic current of microgrid loads that lead to the reduction of the steady-state error of the controllers in the frequency of unknown harmonics and interharmonics. In the next step, we address the robust stability analysis for an islanded microgrid with droop-controlled inverter-based DGs. Due to large load changes, microgrid structure reconfiguration, and higher power demands, the low-frequency (LF) dominant modes of a microgrid stir toward unstable zone, and make the system more oscillatory or even unstable. In this study, a robust two-degree-of-freedom (2DOF) decentralized droop controller, which is the combination of the conventional droop with a robust transient droop function, is utilized for each inverter-based DG unit. Unlike conventional 2DOF droop controllers, a new design procedure is proposed to robustly determine the transient droop gains to effectively damp the LF oscillatory modes of the islanded microgrid irrespective of disturbances, equilibrium point variations, and uncertain parameters of a microgrid. To mitigate the LF power oscillations at different microgrid conditions, inspired by Kharitonov’s stability theorem, a robust D-stability analysis is performed to determine the specific ranges of the transient droop gains to provide a robustness margin for the disturbances, equilibrium point variations, and uncertain parameters of the islanded microgrid. To remove voltage and frequency deviation caused by droop technique, a distributed, robust, finite-time secondary control for both voltage and frequency restoration of an islanded microgrid with droop-controlled inverter-based DGs is proposed. The distributed cooperative secondary control is fully distributed (i.e., uses only the information of neighboring DGs that can communicate with one another through a sparse communication network). In contrast to existing distributed methods that require a detailed model of the system (such as line impedances, loads, other DG units parameters, and even the microgrid configuration, which are practically unknown), the proposed protocols are synthesized by considering the unmodeled dynamics, unknown disturbances and uncertainties in their models. The consensus-based distributed controllers restore the islanded microgrid’s voltage magnitudes and frequency to their reference values for all DGs within finite time, irrespective of parametric uncertainties, unmodeled dynamics, and disturbances, while providing accurate real power sharing. Moreover, the proposed method considers the coupling between the frequency and voltage of the islanded microgrid. Unlike conventional distributed controllers, the proposed approach quickly reaches consensus and exhibits a more accurate robust performance. Finally, the MATLAB/SimPowerSystems toolbox has verified the proposed control strategy’s performance
- Keywords:
- Adaptive Control ; Robust Control ; Feedback Linearization ; Distributed Generation ; Microgrid ; Backstepping Algorithm ; Fully Distributed Control
Digital Object List
-
محتواي کتاب
- view
Bookmark
- مقدمه
- ساختار تولید پراکنده
- کنترل ریزشبکه‌ها
- کنترل داخلی
- کنترل اولیه
- کنترل ثانویه
- کنترل ثالثیه
- چالش‌های موجود در زمینه ریزشبکه
- چالش‌های موجود در حالت متصل به شبکه
- چالش‌های موجود در کنترل ریزشبکه در حالت جزیره‌ای
- ضرورت پژوهش و رویکردهای رساله
- ساختار رساله
- بهبود عملکرد سیستم کنترل ولتاژ و جریان منابع ریزشبکه
- مقدمه
- کنترل ریزشبکه در حالت متصل به شبکه
- بررسی پیشینه تحقیقات و ارائه راهکارها
- اهداف کنترلی
- توصیف سیستم و مدلسازی ریزشبکه متصل به شبکه
- طراحی کنترل‌کننده‌های غیرمتمرکز ولتاژ لینک dc و جریان
- شبیه‌سازی روش پیشنهادی
- کنترل ریزشبکه متصل به شبکه با قابلیت جبرانسازی هارمونیک و میان‌هارمونیک
- بررسی پیشینه تحقیقات و ارائه راهکارها
- مدلسازی سیستم متصل به شبکه با در نظر گرفتن دینامیک بارها
- طراحی کنترل‌کننده جریان
- شبیه‌سازی روش پیشنهادی
- کنترل ولتاژ ریزشبکه در حالت جزیره‌ای
- ارائه راهکارها در حالت جزیره‌ای
- اهداف کنترلی
- مدلسازی سیستم در حالت جزیره‌ای
- طراحی کنترل‌کننده ولتاژ
- تحلیل پایداری و تعیین پارامترهای کنترلی
- طراحی کنترل‌کننده منابع Slave
- شبیه‌سازی روش پیشنهادی
- نتیجه‌گیری
- بهبود عملکرد دینامیکی سیستم تقسیم توان در ریزشبکه‌ها
- بررسی پیشینه تحقیقات و ارائه راهکارها
- مدل ریزشبکه و کنترل اولیه واحدهای DG مبتنی بر کنترل دروپ
- ارائه روش پیشنهادی تعیین ضرائب دینامیکی دروپ
- نظریه خاریتانف
- شبیه‌سازی روش پیشنهادی
- نتیجه‌گیری
- بازیابی ولتاژ و فرکانس ریزشبکه
- بررسی پیشینه تحقیقات و ارائه راهکارها
- مدل سیگنال بزرگ ریزشبکه
- کنترل مقاوم توزیع شده ثانویه زمان محدود ولتاژ
- روش کنترلی پیشنهادی
- کنترل مقاوم توزیع شده ثانویه فرکانس در زمان محدود
- ملزومات مخابراتی برای پیاده‌سازی روش پیشنهادی
- شبیه‌سازی روش پیشنهادی
- مطالعه 1: ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی
- مطالعه 2: تغییر شبکه مخابراتی
- مطالعه 3: قابلیت ورود و خروج
- مطالعه 4: مقایسه روش پیشنهادی
- کنترل تطبیقی تمام توزیع‌شده ثانویه
- کنترل تطبیقی تمام توزیع‌شده ثانویه ولتاژ
- کنترل تطبیقی تمام توزیع‌شده ثانویه فرکانس
- شبیه‌سازی روش پیشنهادی
- مقایسه روش پیشنهادی
- بررسی تأثیر پارامترهای کنترل‌کننده بر پاسخ دینامیکی
- نتیجه‌گیری
- نتیجه‌گیری و پیشنهادها
- نوآوری‌های رساله
- پیشنهادها
- مقالات ژورنال
- مقالات پذیرفته شده
- مقالات در حال داوری
- پیوست‌ها
- پیوست الف- جدول‌ها
- پیوست ب- ساختار کنترل‌کننده PR موازی
- پیوست ج- مشتق‌گیر مبتنی بر مد لغزشی مرتبه بالا
- پیوست د- روش کنترل خطی‌سازی فیدبک
- پیوست ه- روش کنترل پسگام
- پیوست و- مدل‌های شبیه‌سازی شده