Abstract
The presence of power electronic-based wind turbines and photovoltaic systems in distribution networks has provided distribution companies an opportunity to implement voltage control through using the reactive power of these systems. In this paper, a decentralized method based on fuzzy logic is proposed to control the reactive power of distributed generations (DGs) regarding the technical constraints. The fuzzy system is optimized by gradient descent algorithm (GDA) and then implemented on various DG technologies including a photovoltaic (PV) system, permanent magnet synchronous generator (PMSG) wind turbine and also a doubly fed induction generator (DFIG) wind turbine. The system under study is tied to a real distribution network. Having simulated the system, the paper shows that the fuzzy system can appropriately determine the desired reactive power that should be produced by each DG based on the voltage variation of the bus at which the DG is connected. Furthermore, a centralized voltage control is also applied to the same network to verify the performance of the method proposed. The verification indicates that the method is capable of finding the near-optimal solution. A scenario in which an unwanted conflict appears in the DGs’ function is defined in detail and then a strategy is presented to resolve the situation. In addition to this, the coordination between the stator of the wind turbines and grid side converter (GSC) is examined. To investigate the robustness of the proposed method in different distribution networks, simulation results are also presented for IEEE 33-bus distribution test system. The numerical results show that the fuzzy system can effectively control the voltage of the DG connection bus
چکیده
وجود توربین های بادی مبتنی بر ادوات الکترونیک قدرت و سیستم های فتوولتائیک در شبکه های توزیع، فرصت مناسبی را برای پیاده سازی روش های کنترل ولتاژ با استفاده از توان رأکتیو در این سیستم ها، در اختیار شرکت های توزیع قرار داده است. در این مقاله، یک روش غیرمتمرکز بر اساس منطق فازی به منظور کنترل توان رأکتیو واحدهای تولید پراکنده (DG ها) با در نظر گرفتن قیدهای تکنیکی، پیشنهاد شده است. سیستم فازی با الگوریتم گرادیان نزولی (GDA) بهینه سازی شده و سپس روی فناوری های DG ی مختلف شامل سیستم فتوولتائیک (PV)، توربین بادی مبتنی بر ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم (PMSG)، و همچنین یک توربین بادی مبتنی بر ژنراتور القایی تغذیه دوبل (DFIG) پیاده سازی شده است. سیستم مورد مطالعه به یک شبکه توزیع واقعی متصل شده است. با داشتن سیستم شبیه سازی شده، این مقاله نشان می دهد که سیستم فازی می تواند با دقت بالایی توان رأکتیو مورد نظری را که می بایست توسط هر واحد DG تولید گردد بر اساس تغییرات ولتاژ باس متصل به DG، تعیین کند. علاوه بر این، یک روش کنترل متمرکز ولتاژ نیز روی همین شبکه اعمال شده است تا عملکرد روش پیشنهادی را تأیید نماید. بررسی ها نشان می دهد که این روش قادر است پاسخی نزدیک به پاسخ بهینه را بیاید. سناریویی که در آن، عوامل ناخواسته در عملکرد DG ها ظاهر می شود به صورت دقیق تعریف شده و سپس یک استراتژی جدید به منظور حل این شرایط، ارائه می گردد. علاوه بر این، هماهنگی بین استاتور توربین بادی و مبدل سمت شبکه (GSC) مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی توانایی روش پیشنهادی در شبکه های توزیع مختلف، نتایج شبیه سازی برای سیستم تست 33 باس IEEE نیز ارائه شده است. نتایج عددی نشان می دهد که سیستم فازی قادر است ولتاژ باس متصل به DG را به صورت مؤثری کنترل نماید.
1-مقدمه
بیشتر واحدهای تولید پراکنده (DGها) از اینورتر برای اتصال شبکه برق استفاده می کنند، مانند سیستم های فتوولتائیک (PV)، توربین های بادی با مبدل های پرتوان و توربین های بادی ساخته شده با ژنراتورهای القایی تغذیه دوبل (DFIG). این فناوری های DG به خاطر مزایای متعددی که دارند متداول تر شده و امروزه بخشی از سیستم های توزیع هستند. DG ها می توانند توان اکتیو و رأکتیو بار را به صورت محلی تأمین کنند که در نتیجه این ویژگی، تلفات خط کاهش می یابد...