در حالت کلی، یعنی حضور کنترل کننده برای تمام واحدهای تولید و با حضور باتری و عدم حضور باتری برای تمام واحد ها،. در نمودار شکل ۵ می بینیم. تفاوت فرکانس شبکه میان دو حالت، کاملا مشخص است.

در شکل صورتی رنگ تمام واحدهای تولید بدون حضور باتری می باشد. این نمودار مشخص می کند که نوسانات فرکانس شبکه ملایم تر شده و کنترل می گردد.نوسانات نامتقارن و غیر یکدست قبل، به نوساناتی تقریبا یکدست با قله هایی هم ارتفاع تبدیل شده که البته نوسانهای ریزی بر روی آن سوار شده که علت آن هم به دلیل عملکرد مبدلهای قدرت شبکه می باشد. در حالت گذرای اولیه، نوسان سیستم ، زیاد است ، اما با پشت سر گذاشتن این حالت، و ورود به حالت گذرای دینامیکی شبکه، موفقیت کنترل کننده پیشنهادی آشکار می گردد.
شکل ۴-۱۰:مقایسه نوسانات فرکانس با وارد شدن واحد خورشیدی و بادی .صورتی بدون حضور باتری، آبی با حضور ذخیره ساز باتری
فصل پنجم
جمع بندی و پیشنهادات
۵-۱-جمع بندی
همانطور که از نظر گذشت، در این پایان نامه یک کنترل کننده برای کنترل فرکانس سیستم قدرت و محدود نمودن هرچه بیشتر نوسانات فرکانس معرفی گردید؛ چرا که امروزه با داشتن منابع تولید نو، با ذات تولید نوسانی و وجود بارها با الگوی مصرف پیچیده تر و حساس تر، مساله نوسان فرکانس بغرنج تر از گذشته به نظر می رسد. کنترل کننده ی پیشنهاد شده در این پایان نامه، سیستم کنترلی استوار بر تزریق توان بوده و علت آن نیز، کم حجم بودن محاسبات و سازگاری با تغییرات دینامیکی سیستم است. اصول کار کنترل کننده ی پیشنهادی، اندازه گیری فرکانس در تمام نواحی کنترلی، پردازش آنها و ایجاد یک خروجی کنترلی از جنس فرکانس، برای سیستم می باشد. این خروجی به سیگنال کنترلی از جنس توان تبدیل شده، تا ورودی مناسبی برای واحد های تولید باشد.
مقدار توان تعیین شده به عنوان سیگنال مرجع با توان اندازی گیری شده مقایسه می گردد و اختلاف این دو بعد از عبور کنترلر PI حداقل می گردد ، تا مقدار اندازه گیری شده را به مقدار مرجع برساند.زمانی که این اتفاق می افتد فرکانس نیز روی ۵۰ هرتز تنظیم می شود.
در ادامه تلاش شد تا با بررسی همه جانبه ی یک سیستم پنج شینه، حاوی منابع تجدیدپذیر بادی و خورشیدی، این کنترل کننده به بوته ی آزمایش گذارده شود. سعی شده سیستم مورد بررسی مشابه شبکه های امروزی و حتی شبیه شبکه هایی که در آینده ی نزدیک استفاده خواهند شد، باشد، تا این کار و تحقیق در راه باز کردن دری رو به آینده قدم بردارد و تکرار مکررات نبوده باشد.
در شبیه سازی بیشتر سعی شده تا فرکانس سیستم مورد تحلیل قرار گیرد، اگرچه می دانیم با توجه به اینکه پارامترهای مهم و قابل تفسیر در شبکه های قدرت کم نسیتند، و می توان ساعت ها و صفحه ها در وصف آنها تحلیل بیان کرد. اما فرکانس به عنوان پارامتری که در عین سادگی، میتواند یک نتیجه کلی از رفتار سیستم، حتی یک سیستم پیچیده، را نمایان کند، به عنوان مهمترین پارامتر برای بررسی انتخاب شد.
اگرچه بهتر است قضاوت درباره نتایج شبیه سازی به مخاطب واگذار شود، اما جهت بیان نتیجه گیری میتوان محدود شدن نوسانات فرکانس سیستم، در تمامی حالات بررسی شده را، ناشی از کار درست و موثر کنترل کننده ی پیشنهادی دانست و آنرا به فال نیک گرفت. اگرچه این تحقیق، اولین مطالعه در زمینه ی خود نبوده و آخرین نیز نخواهد بود، اما امید است در راه مطالعات سیستم و کنترل شبکه های امروز و آینده، قدمی جدید، هرچند کوچک، برداشته شده باشد.
۵-۲-پیشنهادها
پس از بررسی شبیه سازی ها، می توان گفت کنترل کننده برای کنترل واحدهای تولید شبکه، به خصوص واحد بادی و خورشیدی مناسب و اثرگذار است. ولی با افزایش نواحی کنترل موجود در سیستم، کارایی و تاثیر کنترل کننده ی پیشنهادی، چندان مناسب و قابل قبول نخواهد بود، به این دلیل که سرعت سیستم کنترل کاسته خواهد شد.
همچنین پیشنهاد می کنیم:
به منظور جبران نوسانات توان و فرکانس در مقیاس بزرگ، ترکیب باتری و چرخ طیار بکار رود، تا هم از قابلیت پاسخ سریع چرخ طیار و هم ظرفیت توان بالای سیستم ذخیره ساز باتری استفاده شود.
با توجه به قیمت بالای باتری های ظرفیت بالا و به منظور بالا بردن عمر باتری ها، بهتر است تعداد دفعات شارز و دشارژ باتری در مدت طولانی کاهش یابد ،بدین منظور پیشنهاد می کنیم که درصد شارژ بیشتر مواقع در جایی نزدیک به پنجاه درصد ظرفیت شارژ باشد.
از مبدل سه سطحی به منظور اتصال منبع باد به سیستم قدرت به منظور کاهش اعوجاج هارمونیکی، افزایش ضریب توان و جبران توان راکتیو بار استفاده شود.
از ناظر حداقل مرتبه به منظور تخمین بار سیستم قدرت استفاده شود تا دستور تولید توان مورد نیاز به واحدها ابلاغ گردد.
فهرست منابع
[۱] Sakamoto R, Senjyu T, Kaneko T, Urasaki N, Takagi T, Sugimoto S. Output power leveling of wind turbine generator by pitch angle control using HN control. Electrical Engineering in Japan 2008;126(4):17e24
[۲]Senjyu T, Sakamoto R, Urasaki N, Funabashi T, Fujita H, Sekine H. Output power leveling of wind turbine generator for all operating regions by pitch angle control. IEEE Transactions on Energy Conversion 2006;21(2): 467e75.
[۳] Senjyu T, Kaneko T, Uehara A, Yona A, Sekine H, Kim CH. Output power control for large wind power penetration in small power system. Renewable Energy 2009;34(11):2334e43.
[۴] Kaneko T, Uehara A, Senjyu T, Yona A, Urasaki N. An integrated control method for a wind farm to reduce frequency deviations in a small power system. Applied Energy 2011;88(4):1049e58.
[۵]D. Y. Y. L. Yanhua Liu ” ، Potential of Grid-connected Solar PV without Storage "،International Conference on Power System Technology ,۲۰۱۰.
[۶] L. B. Xinjing Zou ” ، System, Assessment Method for Solar Home "، IEEE ، Institute of Electrical Engineering, Chinese Academy of Sciences ،۲۰۱۰.
[۷] S. M. I. J. N. S. K. a. A. A. S. Seman ” ، Analysis of a 1.7 MVA Doubly Fed Wind-Power Induction Generator during Power Systems Disturbances .”
[۸]A. PETERSSON “ Analysis, Modeling and Control of Doubly-Fed Induction Generators for Wind Turbines” THESIS FOR THE DEGREE OF DOCTOR OF PHILOSOPHY ،۲۰۰۵.
[۹]T. H. A.B. Attya ” ، Penetration impact of wind farms equipped with frequency variations ride through algorithm on power system frequency response “، Germany Electrical Power and Energy Systems 40 ، رقم Renewable Energy Department, Darmstadt University of Technology, 4th Str., Landgraf-Georg, 64283 Darms ، p. 94 –.۲۰۱۲ ،۱۰۳
[۱۰] Abdul Motin Howlader , Yuya Izumi , Akie Uehara , Naomitsu Urasaki , Tomonobu Senjyu ,Atsushi Yona , Ahmed Yousuf Saber, “A minimal order observer based frequency control strategy for an integrated wind-battery-diesel power system” Energy ,ELSEVIER 46 (2012) 168e178.
[۱۱] Senjyu T, Sakamoto R, Urasaki N, Funabashi T, Fujita H, Sekine H. Output power leveling of wind turbine generator for all operating regions by pitch angle control. IEEE Transactions on Energy Conversion 2006;21(2): 467e75.
[۱۲] Luis M. Castro, Claudio R. Fuerte-Esquivel, J. Horacio Tovar-Hernández” Solution of Power Flow With AutomaticLoad-Frequency Control Devices Including Wind Farms” IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS,IEEE2012.
[۱۳] C. T. J. M. D.E. Hampton “ Emergency control of power system frequency usingflywheel energy injection” System Control, Operation and Management, Hong Kong, pp. 1567-1599 ، November 1991.
[۱۴] Zhang Jiancheng” Research on Flywheel Energy Storage Systemfor Power Quality” IEEE ، pp. 7803-7459,2002.
[۱۵] D. A. Ruddell” Storage Technology Report WP-ST6 Flywheel “, WP Report ، pp. 6-121 , 2008.
[۱۶] W. Y. Y. ,. A. C. Wei Xian” Minimize Frequency Fluctuations of Isolated Powe System with Wind Farm by Using Superconducting Magnetic Energy Storage”PEDS ، pp. 1329-1332 ,2009.
[۱۷] B. M. J. A. Barrado “Power-Quality Improvement of a Stand-Alone Induction Generator Using a STATCOM With Battery Energy Storage System” IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY ، المجلدات % ۱ من % ۲ VOL.
[۱۸] Baoming Ge, Wenliang Wang, Daqiang Bi , Craig B. Rogers , Fang Zheng Peng , Aníbal T. de Almeida ,Haitham Abu-Rub “Energy storage system-based power control for grid-connected wind power farm”Electrical Power and Energy Systems, ELSEVIER 44 (2013) 115–۱۲۲.
[۱۹]. Hansang Lee, Byoung Yoon Shin, Sangchul Han, Seyong Jung, Byungjun Park, and Gilsoo Jang . “Compensation for the Power Fluctuation of the Large Scale Wind Farm Using Hybrid Energy Storage Applications”, IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPER CONDUCTIVITY, JUNE 2012,VOL. 22, NO. 3.
[۲۰]. Meghdad Fazeli, Greg M. Asher, Christian Klumpner, Liangzhong Yao, and Masoud Bazargan . “Novel Integration of Wind Generator-Energy Storage Systems Within Microgrids” IEEE TRANSACTIONS ON SMART GRID, JUNE 2012, VOL. 3, NO. 2.
[۲۱] M. Khalid, A.V. Savkin," An optimal operation of wind energy storage system for frequency control based on model predictive control“, Solar Energy , Renewable Energy 48 (2012) 127e132
[۲۲]M. B. Federico Cassola ” ، Wind speed and wind energy forecast through Kalman filtering of Numerical Weather Prediction model output “، ELSEVIER ، رقم Applied Energy 99 ، p. 154 –۱۶۶,۲۰۱۲.
[۲۳]P. G. X. H. Xiaochen Wang ” ، A Review of Wind Power Forecasting Models “، sciencedirect ، p. 770-778 ,2011
[۲۴]R. Blonbou ” ، Very short-term wind power forecasting with neural networks and adaptive Bayesian learning “، ELSEVIER ، رقم Renewable Energy 36 ، pp. 1118-1124, 2011.
[۲۵] H. D. R. S. Ahmed Ouammi ” ، Short Term Forecast of Wind Power by an Artificial Neural Network Approach “، IEEE .۲۰۱۲ ،۳۱,۱۱$/۱۲/۵-۱۷۵۱-۴۶۷۳-۱- ، رقم ۹۷۸