سامانه توليد انرژي تجديدپذير تركيبي با سيستم كنترل بهبوديافته با استفاده از الگوريتم جست‌وجوي هارموني

Hybrid Renewable Energy Generation System with Modified Control System Via Harmony Search Algorithm

در طي سال‌هاي اخير، منابع توليد انرژي‌هاي نو، همچون انرژي بادي و خورشيدي، به‌دليل دارا بودن مزايايي از قبيل بهره اقتصادي، آلودگي‌هاي زيست‌محيطي ناچيز و تجديدپذير بودن چرخه توليد، به‌عنوان جايگزين اصلي منابع سوخت‌هاي فسيلي مورد توجه قرار گرفته‌اند. با وجود اين، قابليت اطمينان پايين به‌دليل ماهيت توليد غيرقطعي و نوساني منابع تجديدپذير، ازجمله مهم‌ترين معايب اين منابع به شمار مي‌آيد. به‌منظور برطرف ساختن عيب يادشده، در اين مقاله يك سامانه تجديدپذير تركيبي متصل به شبكه، با منابع توليد اوليه انرژي بادي و برق خورشيدي و منبع پشتيبان پيل سوختي معرفي شده است. يك راهكار مديريت توان با هدف ايجاد تعادل بين مقدار توان توليدي منابع اوليه و مقدار توان مصرف‌شده توسط بارهاي متصل به سامانه، پيشنهاد شده است. همچنين به‌منظور افزايش بازده سامانه و بهبود عملكرد سيستم كنترلي، الگوريتم ابتكاري جست‌وجوي هارموني براي بهبود عملكرد كنترل‌كننده‌هاي ‌proportional-integral((PI، مورد استفاده قرار گرفته است. نتايج به‌دست‌آمده از شبيه‌سازي سامانه مذكور با الگوريتم مديريت توان پيشنهادي در نرم‌افزار MATLAB/SIMULINK، ضمن اثبات كارايي آن، تاثير استفاده از روش جست‌وجوي هارموني در بهبود حالات گذراي سيستم و همچنين افزايش بازده كلي سامانه را نشان مي‌دهد.

In recent years, due to the economical advantages, environmental friendly attribute and renewable generation cycle, the renewable power sources have gained a great attention as a main alternative to traditional power resources. However, as a main deficiency, a renewable power system has low reliability, because of the stochastic and the un-deterministic generation pattern of these resources. In order to obviate the mentioned deficiency, this paper proposes a hybrid renewable generation system with primary sources of wind and photovoltaic generation units, and a fuel cell storage system as a backup unit. Also a power management strategy is proposed to maintain the power balance between the renewable power generation and load power consumption. Moreover, to modify the control system performance and system efficiency, PI controllers are modified by application of a heuristic optimization method, called harmony search algorithm. The simulation study of the proposed hybrid renewable energy system and presented power management strategy is carried out in MATLAB/SIMULINK software framework. The simulation results determine the effectiveness of the proposed solution by increasing the total system efficiency and improving transient behavior of system.