روشی نوین جهت کنترل شارش توان در اینورترهای منبع ولتاژی متصل به شبکه

هدف از پروژه ی حاضر، ارائه ی یک الگوریتم جهت کنترل بهینه ی شارش توان در اینورترهای تک فاز متصل به شبکه، بر اساس تعیین مستقیم سیگنال کلیدزنی برای کل دوره ی تناوب سیگنال ولتاژ شبکه است. مبنای این روش کنترلی، که آن را بهینه سازی الگوی کلیدزنی در یک دوره ی کامل ( fpspo) نامیده ایم، تعیین حالت بهینه‎ی کلیدهای قدرت، یعنی خاموش یا روشن بودن آن ها، متناسب با فاز ولتاژ شبکه است. این الگوریتم به حداقل سازی فرکانس کلیدزنی می پردازد و علاوه بر یک سری قیود عملی، به طور مستقیم محدودیت های مربوط به استانداردهای کیفیت توان، همچون حداکثر اندازه ی هر مولفه ی هارمونیکی در جریان خروجی و اعوجاج هارمونیکی کل مجاز را مد نظر قرار می دهد. این روش از این واقعیت که ولتاژ شبکه ی قدرت نسبتاً متناوب و قابل پیش بینی است بهره می برد و با استفاده از پارامترهای شبکه و اینورتر، سیگنال بهینه ی کلیدزنی را برای کل دوره ی تناوب ولتاژ شبکه محاسبه می کند. با توجه به ساز و کار روش، می توان آن را در حوزه ی روش های کنترلی پیش بین مبتنی بر مدل یا mpc قرار داد. در مقالات ارائه شده بر اساس روش های متداول کنترل پیش بین مبتنی بر مدل، وضعیت کلیدها برای یک بازه ی زمانی بسیار محدود تعیین می شود تا با توجه به بار محاسباتی بالا و همچنین زمان حقیقی بودن محاسبات، پیاده سازی عملی امکان پذیر باشد. با توجه به کوچک بودن افق پیش بینی، جواب های به دست آمده از روش های متداول پیش بین مبتنی بر مدل، در بهترین حالت تنها بهینه ی محلی هستند. در روش پیشنهادی در این پایان نامه، بستر محاسباتی لازم جهت انجام بهینه سازی در افق زمانی یک سیکل ولتاژ شبکه فراهم می آید. هسته ی اصلی این محاسبات، با توجه به پیچیدگی و زمان بر بودن، به شکل غیرزمان حقیقی انجام می پذیرد و در اختیار سیستم کنترلی قرار می گیرد. به منظور اطمینان از عملکرد صحیح روش کنترلی، الگوریتم های کمکی زمان حقیقی نیز تعریف خواهند شد. با توجه به این که مبنای این روش، بهینه سازی سیگنال کلیدزنی در طول یک سیکل ولتاژ شبکه است (و نه این که مثلاً پارامترهای یک روش کنترلی را به شکل بهینه تنظیم کنیم)، نتایج بسیار رضایت بخشی نسبت به کارهایی که تا کنون در این حوزه انجام گرفته حاصل شده است. در طول تحقیقاتی که برای ارائه ی الگوی بهینه ی کلیدزنی در یک دوره ی کامل انجام دادیم، ایده ها و دیدگاه های متفاوتی نسبت به مسأله مطرح شد که شرح آن ها در فصل های آتی آمده است. باید گفت که خروجی ویژه ی این پایان نامه، ارائه ی یک مدولاسیون جدید برای طیف وسیعی از مبدل های الکترونیک قدرت منبع ولتاژی تمام کنترل شده است که در آن، سیگنال های کلیدزنی به شکل بهینه تولید می شوند. مزیت این روش بر مدولاسیون های پرکاربرد فعلی مانند spwm این است که می تواند بدون وجود داشتن محتویات هارمونیکی عمده درخروجی مبدل، فرکانس کلیدزنی را به شکل چشم گیری کاهش دهد.