ارزیابی عملکرد و پیاده سازی اینورترهای تکفاز متصل به شبکه با کنترل کننده های مبتنی بر مختصات سنکرون و ثابت
چکیده
در این پایان نامه به بررسی رفتار دینامیکی و حالت دائمی اینورترهای تکفاز متصل به شبکه در حضور کنترل کننده های مختلف پرداخته شده است. انرژی های تجدیدپذیر به عنوان راه حلی در مسیر جستجوی منابع انرژی پایدار مطرح و با توجه به افزایش قیمت سوخت های فسیلی، نگرانی های زیست محیطی و افزایش تقاضا برای مصرف انرژی، استفاده از آن ها بسیار فراگیر شده است. خروجی خام و dc این منابع و مصرف غالب انرژی الکتریکی به فرم ac، اینورترها را به جزء لاینفک سیستم های انرژی تجدیدپذیر متصل به شبکه تبدیل کرده است. از سوی دیگر با توجه به سطح توان و نیز نوع شبکه در دسترس در مصارف خانگی انرژی های تجدیدپذیر، استفاده از اینورترهای تکفاز متصل به شبکه بسیار رونق گرفته است. از آن جا که اینورتر در این ساختار در تقابل با شبکه قدرت قرار دارد، استفاده از استراتژی مناسب برای همگام سازی جریان تولیدی با ولتاژ شبکه الزامی می باشد. در این پایان نامه استفاده از pll تکفاز مبتنی بر تبدیل پارک پیشنهاد و روش های تحقق بلوک تولید کمیت متعامد به عنوان جزء اساسی در این ساختار معرفی شده اند. همچنین ارزیابی های متعددی برای انتخاب روشی کارا به منظور تولید کمیت متعامد انجام گرفته است. روش های متفاوتی برای کنترل اینورترهای تکفاز متصل به شبکه به کار می رود که عمدتا جزو دسته روش های کنترل جریان قرار می گیرند. از میان این روش ها، استفاده از کنترل کننده های تناسبی انتگرالی (pi) پیاده سازی شده در مختصات سنکرون و کنترل کننده تناسبی رزونانسی (pr) پیاده سازی شده در مختصات ثابت به دلیل کاربرد بیشتر و کارایی مطلوب در حوزه مطالعه این پایان نامه قرار گرفته است. تفاوت چشمگیری میان استفاده از کنترل کننده های pr برای سیستم های تکفاز و سه فاز وجود نداشته و در مقابل، پیاده سازی کنترل کننده در مختصات سنکرون برای این سیستم ها متفاوت می باشد. وجود دو کمیت متعامد کوپل شده در یک سیستم سه فاز، امکان استفاده از تبدیل پارک برای انتقال کمیت ها از مختصات ثابت به سنکرون را فراهم می آورد. این در حالی است که این کمیت متعامد در یک سیستم تکفاز موجود نبوده و باید به طریق مناسب تولید گردد. این مسائل در کنار افزایش تعداد اینورترهای متصل شده به شبکه های توزیع لزوم بررسی دقیق تر رفتار دینامیکی و حالت گذرای این سیستم ها را طلب می نماید. برای بررسی رفتار اینورترهای تکفاز متصل به شبکه در این پایان نامه ابتدا مدل مناسبی از سیستم استخراج شده است. این مدل فارغ از پیچیدگی های غیر لازم در روند بررسی مسائل سیستماتیک اینورتر بوده و در عین حال رفتار سیستم را با دقت قابل قبولی شبیه سازی می کند. به این ترتیب امکان ارزیابی عملکرد حالت دائمی و حالت گذرای روش های کنترل مذکور فراهم و این ارزیابی با دقت کافی انجام شده است. از سوی دیگر برای بررسی رفتار این سیستم در عمل، یک نمونه آزمایشگاهی با استفاده از پردازندهdsp از نوع tms320f28335 پیاده سازی گردید. نتایج حاصل از تحلیل مدل با نتایج عملی بدست آمده مقایسه و تطابق مطلوب میان آن ها نشان داده شده است