کنترل ولتاژ ریزشبکه dc با استفاده از کنترل‌کننده‌ی سلسله مراتبی مبتنی بر تئوری خاریتانوف

در این مقاله، یک رویکرد کنترل مقاوم سلسله مراتبی جدید مبتنی بر ترکیب کنترل غیرمتمرکز و توزیع‌شده برای کنترل ولتاژ و تسهیم توان در ریزشبکه‌های dc جزیره‌ای با در نظر گرفتن عدم‌قطعیت‌ها و اغتشاشات در حلقه‌های کنترل اولیه و کانال‌های مخابراتی در لایه‌ی ثانویه پیشنهاد شده است. عدم‌قطعیت‌ها و اختلالات عوامل اساسی هستند که می‌توانند بر پایداری یک ریزشبکه تاثیر بگذارند. برخلاف روش‌های قبلی، ابتدا با استفاده از یک ساختار کنترل مقاوم غیرمتمرکز pi مبتنی بر تئوری خاریتانوف حلقه‌ی کنترل اولیه‌ی ولتاژ با در نظر گرفتن عدم‌قطعیت‌ها و اغتشاشات به صورت مقاوم طراحی می‌شود؛ با پیش‌خور کردن این تغییرات و عدم ورود آن‌ها به کانال مخابراتی در لایه‌ی ثانویه با استفاده از ساختار کنترل مقاوم pi توزیع‌شده به جبران انحرافات ولتاژ در لایه‌ی اولیه می‌پردازیم. کنترل‌کننده پیشنهادی علاوه بر سادگی و مقاوم بودن مبتنی بر پروتکل اجماع و غیرمتمرکز مقاوم جدید است که نرخ هم‌گرایی بالاتری نسبت به پروتکل‌های قبلی دارد و عملکرد آن در شرایط عدم‌قطعیت‌ها و اغتشاشات بزرگ کاملاً رضایت‌بخش است. شبیه سازی‌های مختلف در جعبه‌ ابزار matlab/simpowersystems بر روی یک ریزشبکه‌ی dc استاندارد شامل چهار منبع تولیدپراکنده و تحت سناریوهای مختلف انجام‌ می‌شود. نتایج شبیه‌ سازی کارایی کنترل‌کننده پیشنهادی را نشان می‌دهد. به طور کلی، کنترل‌کننده پیشنهادی قابلیت اطمینان ریزشبکه‌ها را از طریق ارسال بسیار کم داده‌ها در کانال مخابراتی افزایش می‌دهد.

voltage control of dc microgrids using hierarchical controller based on kharitonov theory

in this paper, a new hierarchical robust control approach based on the combination of decentralized and distributed control is proposed for voltage control and power sharing in islanded dc microgrids by considering uncertainties and disturbances in the primary control loops and communication channels in the secondary layer. uncertainties and disturbances are the main factors that can affect the stability of a microgrid. unlike the previous methods, first by using a decentralized robust pi control structure based on kharitonov’s theory, the primary voltage control loop is robustly designed considering uncertainties and disturbances. by anticipating these changes and preventing them from entering the communication channel in the secondary layer, we compensate for the voltage deviations in the primary layer by using the distributed pi robust control structure. in addition to being simple and robust, the proposed controller is based on a new consensus and robust decentralized protocol, which has a higher convergence rate than the previous protocols and its performance is completely satisfactory under the conditions of uncertainties and large disturbances. different simulations are performed in matlab/simpowersystems toolbox on a standard dc microgrid including four distributed generations and under different disturbances. the simulation results show the effectiveness of the proposed controller. in general, the proposed controller increases the reliability of microgrid by sending low data in communication channels.