بهبود میرایی نوسانات فرکانس ریزشبکه با کاهش مقادیر تاخیر سیستم مخابراتی و اینرسی مجازی

ریز شبکه‌ها به دلیل توسعه بسترهای مخابراتی و تجهیزات تولید و ذخیره توان و بهره مندی بالا از انرژی‌های تجدیدپذیر مورد توجه هستند. ولی ریزشبکه‌ها به دلیل نوسانات بالای تولید توان منابع تجدیدپذیر با مشکل نوسانات فرکانس در حالت جدا از شبکه روبرو هستند. در این مقاله، جهت غلبه بر چالش یاد شده، از ابرخازن‌ برای افزایش اینرسی مجازی شبکه به همراه سیستم کنترلی برای سیستم های تولید و ذخیره‌ساز انرژی استفاده شده است. در ضمن مقدار بهینه تاخیر سیستم‌های مخابراتی نیز در تنظیم فرکانس ریز شبکه نیز در نظر گرفته شده است. جهت ارزیابی عملکرد استراتژی پیشنهادی، رفتار فرکانسی سیستم در برابر تغییرات بار و تولید مورد شبیه سازی واقع شده است. با توجه به افزایش هزینه سیستم به دلیل افزایش ظرفیت ابرخازن و کاهش تاخیر سیستم‌های مخابراتی در مقابل بهبود نوسانات فرکانس ریزشبکه، دو روش بهینه‌سازی چندهدفه به منظور کنترل فرکانس بار (lfc) در کنار حداقل افزایش هزینه استفاده شده است. شبیه‌سازی‌های شبکه مورد مطالعه در نرم‌افزار متلب/سیمولینک انجام پذیرفته است. در این مقاله، توجه به کاهش هزینه‌های سیستم ناشی از پایین بودن ظرفیت واحد ابرخازن نصب شده و سیستم‌های مخابراتی با تاخیر قابل قبول، از مهم‌ترین ابعاد نوآوری پژوهش صورت گرفته می‌باشد. در این مقاله، به دلیل حضور ابرخازن، دیگر نیازی به واحد های باتری نیست. باتری‌ها به دلیل عمر پایین و هزینه نگه داری بالا برای شبکه مشکلاتی را ممکن است ایجاد کنند. نتایج شبیه سازی نشان داده است که سیستم با مقادیر بهینه پارامترهای کنترلی، ظرفیت ابرخازن و تاخیر سیستم مخابراتی به خوبی توانسته است بر اغتشاشات بار و تولید غلبه کند و رفتار فرکانسی سیستم بهبود قابل توجهی نسبت به وضعیت غیر بهینه دارد.

Improving the Frequency Fluctuations Attenuation of Microgrid by Determining Optimal communication System Delay and Virtual Inertia Values

Micro grids are regarded to be crucial due to the development of communication facilities, production equipment, power storage and high utilization of renewable energy. However, micro grids are faced with the problem of frequency fluctuations in island mode because of high fluctuations in the production power of renewable sources. In this paper, the super capacitor has been used to increase the virtual inertia of the network along with the control system for energy storage and production systems in order to overcome the challenge mentioned earlier. Meanwhile, the optimal value of communication systems delay is also considered in the frequency settings of the micro grid.The system frequency behavior is simulated against load and power generation variations to evaluate the performance of the proposed strategy. Given the increased cost of the system due to increased super capacitor capacity and the reduction of communication delay against the improvement of micro grid frequency fluctuations, a multiobjective optimization method is used to regulate the load frequency (LFC) controllers parameters and achieve minimum cost. The simulations of the network in question have been carried out in MATLAB / SIMULINK software. In this article, the cost reduction of operation of the microgrid due to the low capacity of the installed supercapacitor unit and communication systems with acceptable delay achievement are the most important innovational aspects of the current research. Furthermore, no battery units are required in the current paper thanks due to the presence of the supercapacitor. Batteries may cause problems for the network due to their low life and high maintenance costs. Simulation results have demonstrated that the system with optimal control parameters values, super capacitor capacity and communication s system delay has been able to overcome load and power generation disturbances, and the system frequency behavior is significantly improved in comparison with the nonoptimal state.