پايداري ولتاژ و فركانس سيستم هيبريدي مستقل شامل فتوولتائيك ، توربين بادي ، ديزل ژنراتور و باتري با بهره گيري از كنترل كننده مد لغزشي

Voltage and frequency stability of a standalone hybrid system including photovoltaic,wind turbine,diesel generator and battery using sliding mode controller

هدف اصلي اين تحقيق كنترل ولتاژ و فركانس در سيستم هيبريدي مستقل از شبكه شامل توربين بادي، فتوولتائيك،ديزل ژنراتور و باتري توسط كنترل مد لغزشي است. در اين سيستم چهار منبع مذكور بدين صورت در امر تغذيه مصرف كننده ها مشاركت دارند، برق توليدي توسط ديزل ژنراتور كه AC است پس از عبور از ترانسفورماتور وارد شين بار مي شود. خروجي ژنراتور توربين بادي نيز AC است كه جهت كنترل ابتدا آنرا يكسو مي كنيم و به مبدل باك بوست اعمال مي كنيم. خروجي پانل خورشيد كه DC است هم به مبدل باك بوست اعمال مي شود. كل خروجي DC منابع ذكر شده با هم موازي مي‌شوند و پس از آن وارد اينورتر مي شوند. در اينورتر، برق DC تبديل به AC گشته و خروجي اينورتر هم كه AC است به طور موازي به شين بار وصل مي گردد. بخاطر اينكه در اين سيستم اختلال و نامعيني به خصوص در منابع تجديد پذير وجود دارد بنابراين نياز به يك كنترلر مقاوم كه بتواند ولتاژ و فركانس را كنترل كند و آنها را پايدار سازد، وجود دارد. در اين استراتژي جريان خروجي اينورتر به عنوان متغير حالت در نظر گرفته مي شود كه با جريان مرجع كه از توان وروردي به اينورتر به دست مي آيد مقايسه مي شود.و سطح لغزش از اختلاف اين دو جريان بدست مي آيد ، بر اين اساس كنترلر مد لغزشي طراحي مي گردد. نتايج شبيه سازي براي سيستم هيبريدي مذكور بر اساس استراتژي كنترلر فوق به اثبات رسيده است.

Abstract The main aim of this research is the control of voltage and frequency in a standalone hybrid system including wind turbine, photovoltaic, diesel generator and battery using sliding mode controller. In this system the voltage sources feed the load as follows: The produced voltage by diesel generator that is ac after passing from transformer connect to the load bus. The wind turbine output is ac too. That should be directed firstly, then connected to the buck-boost converter. The photovoltaic output is dc and should be connected to buck-boost converter. The battery is a nonlinear dc source that is connected to buck-boost converter too. Then the directed out put of the three sources is paralleled to each other and then enter to the inverter. In the inverter the dc wave is converted to ac, and the output of inverter that is ac, is connected with diesel generator out put and load bus. In this strategy the current of inverter out put ( i_L) is assumed as state variable, that is compared with (i_ref) , that is obtained from entrance power of inverter. according to this base the sliding mode controller is designed. due to that there are disturbance and indeterminacy in this system, especially due to the renewable sources, therefore it is need to a robust controller which can control the voltage and frequency and make them stable. Simulation results, calculated using MATLAB software, have shown the effectiveness of the proposed control strategy for the hybrid system.