کنترل سیستمهای ذخیره انرژی ریز شبکهها
کنترل سیستمهای ذخیره انرژی ریز شبکهها – ایران ترجمه – irantarjomeh.ir
مقالات ترجمه شده آماده گروه برق – الکترونیک
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی
مقالات
قیمت
قیمت این مقاله: 58000 تومان (ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره | ۲۰۳ |
کد مقاله | ELC203 |
مترجم | گروه مترجمین ایران ترجمه – www.irantarjomeh.ir |
نام فارسی | مروری بر روشهای کنترل سیستمهای ذخیره سازی انرژی در ریز شبکهها |
نام انگلیسی | Review on Energy Storage Systems Control Methods in Microgrids |
تعداد صفحه به فارسی | ۴۱ |
تعداد صفحه به انگلیسی | ۱۳ |
کلمات کلیدی به فارسی | سیستم ذخیره سازی انرژی، روش کنترل افت، سیستم ذخیره انرژی تجمیعی، سیستم ذخیره انرژی پراکنده، سیستم ذخیره انرژی ترکیبی، میزان شارژ |
کلمات کلیدی به انگلیسی | Energy Storage System (ESS)Droop control methodAggregated ESSDistributed ESSHybrid ESSState of Charge (SoC) |
مرجع به فارسی | سیستم های انرژی و برقدپارتمان مهندسی برق، دانشگاه امیرکبیر، تهران، ایرانالزویر |
مرجع به انگلیسی | Electrical Power and Energy Systems; Electrical Engineering Department, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran; Elsevier |
کشور | ایران |
مروری بر روشهای کنترل سیستمهای ذخیره سازی انرژی در ریز شبکهها
چکیده
ریز شبکه ها / میکروگریدها (MGs) مفهومی جدید در مهندسی برق بشمار می آیند. صرف نظر از مزایای بیشمار آنها، مشکلات و چالشهای بسیاری در ارتباط با جامعیت این مفهوم در سیستمهای قدرت، نظیر کنترل و پایداری آنها، وجود دارد که حل آنها با در نظر گیری و بهره برداری از سیستم های ذخیره انرژی (ESSs) میسر می باشد. در این مقاله، در ابتدا مقدمهای بر معماری MG و چالشهای مرتبط ارائه شده است. سپس مهمترین نوع ESS ها و شرح مختصری از ویژگیهای آن ها مورد بررسی قرار میگیرد. پیکربندیهای مختلف ESS ها و روشهای کنترل نیز مورد بحث قرار گرفته است. در این مقاله، مزایا و معایب مختلف پیکربندی و روشهای کنترل ارائه شده است. بحث در مورد روشهای کنترل ESS ها و روندهای آینده نیز مشخص و عرضه گردیده است. بررسی تحقیقات مختلف نشان میدهد که کنترل ESS نقش مؤثری در جنبههای مختلف MG ها نظیر پایداری، ویژگیهای اقتصادی و غیره دارد.
کلمات کلیدی: سیستم ذخیره سازی انرژی، روش کنترل افت، سیستم ذخیره انرژی تجمیعی، سیستم ذخیره انرژی پراکنده، سیستم ذخیره انرژی ترکیبی، میزان شارژ
۱- مقدمه
امروزه، شرایط اجتماعی – اقتصادی مانند تولید انرژی بدون انتشار دی اکسید کربن (co2) و منابع محدود سوختهای فسیلی منجر به توسعه منابع تجدید پذیر انرژی از جمله سیستمهای انرژی باد و انرژی خورشیدی میشود. از سوی دیگر، این منابع در برخی کشورها بیش از منابع انرژی های سوخت فسیلی اقتصادی هستند که سبب بهره گیری جامع آنها در سیستمهای انتقال و توزیع میشود [۱–۴]. با اینحال منابع انرژی خورشیدی و باد از نوعی طبیعت احتمالاتی برخوردار هستند و بنابر جهت افزایش پایداری چنین سیستم هایی می توان از برخی از ابزاره های ذخیره انرژی (ESS ها) یا واحدهای تولید پراکنده (DG ) مانند سلولهای سوختی (FC) یا میکروتوربین ها / ریز توربین ها (MT) بصورت توامان بهره گرفت [۵–۷]. میکرو شبکه (MG) بعنوان چارچوبی برای پیاده سازی این راهکار جامع و یکپارچه به شمار می آید. این راهکار در حقیقت در بردارنده یک سیستم با قدرت ولتاژ کم یا متوسط شامل DG های قابل کنترل، ESSs و بارها می باشد [۸،۹]. علاوه بر این، در برخی از MGs، از حرارت تولید شده توسط DG ها مانند MT استفاده میشود که خود باعث افزایش کارایی سیستمی میشود. این DG ها همان سیستم تولید حرارت و برق ترکیبی (CHP) هستند [۱۰،۱۱]. محدوده جغرافیایی MG را می توان یک شهر، دانشگاه، ساختمان، مجتمع معمولی ورزشی در نظر گرفت. اخیراً، بسیاری از پروژههای آزمایشی MG مانند بستر آزمایشی CERTS، بستر آزمایشی AUT MG، لابراتور میکروگرید UTA، موسسه فناوری بریتیش کلمبیا و غیره بررسی های فنی خود را در این خصوص اعمال کرده اند [۱۲-۱۶].
…
این مقاله، استراتژیهای کنترلی مختلف که در انواع متفاوت ESS ها مورد استفاده قرار میگیرند را بررسی می نماید. در ابتدا، انواع مختلف ESS در بخش بعدی بررسی و طبقه بندی میشوند. استراتژیهای مختلف کنترلی در DG های مرتبط با MG ها در بخش ۳ تشریح شده است و برخی از تکنیکهای تخصصی ESS ها در بخش ۴ توضیح داده شده است. بحث در مورد ESS ها و استراتژیهای کنترلی آنها و دیدگاههای آینده در بخش ۵ ارائه شده است. در نهایت، نتیجه گیری مقاله در بخش آخر عرضه می شود.
۲- توصیف ESS های مختلف
علیرغم پیشرفتهای بوجود آمده در تکنولوژی، انرژی الکتریکی را نمیتوان به شکل الکتریکی در ظرفیتهای بزرگ ذخیره کرد. برای ذخیره انرژی الکتریکی باید آن را به صورت گرانشی، آدیاباتیک، مکانیکی، شیمیایی، حرارتی، مغناطیسی یا سایر اشکال ذخیره کرد [۴۰،۶۹-۷۹]. سیستم ذخیره انرژی را میتوان با توجه به تراکم قدرت و انرژی، چرخه زندگی، نرخ شیب، و غیره طبقه بندی کرد. تاکنون هیچ یک از ESS ها نمیتوانند به طور مطلوب نیازها و ضروریات سیستم قدرت را تأمین کنند.
…
۳- استراتژیهای کنترل MG
۱-۳ روشهای عمومی
یک MG به منظور تضمین عملکرد پایدار همه اجزای آن باید کنترل شود. ولتاژ در MG DC و فرکانس و ولتاژ MG نیز باید قابل کنترل باشد. علاوه بر این، برخی اهداف عملیاتی مانند ملاحظات اقتصادی باید از طریق سیستم کنترل دنبال شوند. به عنوانمثال، در یک MG، با بارهای گرمایشی، بهینه سازی مدیریت گرمایش باید انجام شود [۱۱۰]. اگر بارهای حساس در یک MG وجود داشته باشند، عملیات بی وقفه تضمینی باید برای آنها لحاظ شود [۱۱۱]. در این وضعیت، ESSs به عنوان منبع قدرت سریع و قابلاطمینان نقشی مؤثر و مهمی ایفا میکند. بنابر این، در بسیاری از تحقیقات، کنترل کیفیت توان MG به معنای کنترل ESSs [112 – 116] است.
…
۴- روشهای کنترل ESS ها
در حالت جزیرهای MG، ESSs بگونه ای برمانه زیری شده است تا در یک سطح متمایز از SoC که توسط کنترلکنندههای محلی یا مرکزی تعیین میشوند، شارژ شوند. به علاوه، به دلیل ملاحظات اقتصادی، ESS ها احیانا توان را به شبکه اصلی تزریق می کنند. در این شرایط، یک نقطه تنظیم توان اکتیو و راکتیو تعریف شده است و با استفاده از دو کنترلکننده متناسب – انتگرالی (PI)، ESSs قابلیت تزریق یا جذب انرژی را حاصل می کنند. این استراتژی بنام استراتژی کنترل PQ خوانده میشود. معمولاً، برخی از DG ها با پاسخ کند مانند FC، را می توان با این استراتژی کنترلی کنترل نمود. شکل ۷ این استراتژی کنترلی برای ESS مبتنی بر مبدل را نشان میدهد که در چارچوب d – q کنترل میشود.
…
۵- مباحث و تحقیقات آینده
سیستمهای انرژی در سراسر جهان درحالتوسعه هستند. بنابراین، یک مفهوم جدید، ریزشبکه ارائه شده است. ریز شبکه در بر دارنده سیستمهای توزیع ولتاژ پایین یا متوسط با بهره گیری از بسیاری از کنتورهای هوشمند، منابع انرژی متعارف و تجدیدپذیر، وسایل هوشمند و غیره می باشد. همه یا بیشتر ژنراتورها و بارها را میتوان تحت نظارت و کنترل قرار داد. MGها میتوانند به سیستم قدرت کمک کند که با هومندی بیشتری عمل نماید. یک MG نیز باید قابلیت عمل در حالت متصل و جزیرهای را داشته باشد. عملیات MG در حالت خارج از شبکه چالشبرانگیز است. در این وضعیت، تولیدکنندگان قابل اعتماد انرژی، مثل ESSs، نقش مهمی را ایفا میکنند.
ESSها برای کاربردهای مختلف در سیستمهای قدرت و MGs مورد استفاده قرارگرفتهاند. علاوه بر این، انواع مختلفی از آنها وجود دارند که کاربردهای متنوعی دارند. برخی از ESSs مانند CAESS و PHESS، در حقیقت ESSs بزرگی هستند که معمولاً برای سیستمهای قدرت استفاده میشوند [۲۰۰]. BESSها، بهعنوان یک تکنولوژی بالغ، در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند.
…
۶- نتیجه گیری
در این مطالعه، بررسی کارهای قبلی در مورد ESS ها در MG انجام شده و مطالعات مختلف ارائه شده است. در ابتدا، معرفی مختصر در مورد انواع ESS ها و مقایسه آنها ارائه شده است. بعلاوه این مورد تشریح شده است که ESS های مختلف با ویژگیهای مختلف را میتوان در برنامههای مختلف مورداستفاده قرار داد.
دو پیکربندی اصلی برای موقعیت های ESS ها مرتبط با MG در MGs بکار گرفته شد. در ESS انباشته، تمام واحدهای ESS در یک مکان قرار داشته و در پیکربندی توزیعی، چند واحد در مکانهای مختلف قرار میگیرند.
سه استراتژی کنترل اصلی برای ESS ها وجود دارند. در MG متصل به شبکه، ESS ها غالبا بوسیله استراتژی کنترلی PQ کنترل می شوند، که سبب سطح متمایزی از SoC ها جها تنظیم ESS ها می شوند. در MG جزیرهای با ESS انباشته، استراتژی کنترلی f / V را می توان اعمال نمود. استراتژی کنترل افت در ارتباط با تعاملات ESSهای مختلف استفاده شده است.
…
کنترل سیستمهای ذخیره انرژی ریز شبکهها