Mikrogridlerde Güç Kalitesini Geliştirmek için Pid Control Techniques'i uygulayın

Pid Control Techniques Microgrids'te Güç Kalitesini Nasıl Geliştirir

Mikrogridler elektrik akımının oluşturulması, dağıtılması ve tüketilmesinin yolunu değiştirir. Bu yerelleştirilmiş enerji ağları, temel ağlardan bağımsız olarak çalışabilir veya senkronizasyonda, modern enerji sistemlerinin temel taşları oluşturur.In bütünleşik enerji kaynaklarını ve güneş enerjisi dönüşümlerini azaltabilir ve enerji bağımsızlığını azaltır.

Mikrogridlerdeki Power Quality Challenges'ları anlamak

Power kalitesi, bu parametreleri dar sınırlar içinde koruyor, aksine, daha küçük ölçekleri, daha düşük inertia ve dağıtılmış nesiller için geçici bir elektrik tedariki için daha yatkındır.

Ortak Güç Kalitesi Sorunları

Neden Güç Kalite Maddeleri

Zavallı güç kalitesi, somut maliyetlere yol açıyor: ekipman kesinti süresi, artan bakım, enerji kaybı ve endüstriyel ortamlarda üretim için azaltılıyor. Mikrogridler için hastaneler veya veri merkezleri gibi kritik yüklere hizmet ediyor, hatta anary kesintiler bile felaket olabilir. Ayrıca, IEEE 1547 ve IEC 61000 gibi düzenleyici standartlar harmonik enjeksiyon ve gerilim varyasyonu için sınırlar getiriyor.

Pid Control'un Temelleri

PID kontrolü, ölçümlenen bir işlem değişkeni ve istenen bir ayar noktası arasındaki fark olarak sürekli olarak bir hata değerini hesaplamak için bir geri bildirim mekanizmasıdır. Kontrol sonra üç terime dayanarak bir düzeltme uygulanır: orantılı, integral ve tür.

Üç Bileşenlerin

Matematiksel olarak, PID çıktısı verilir:[DÜye:0) = Kp e(t) + Ki ⁇ e(t) d ⁇ + Kd de(t) /

PID ayar sanatı Kp, Ki ve Kd'ı istenen geçici ve istikrarlı devlet performansı elde etmek için yalan söylüyor - zaman, aşırı yükleme, zaman ve istikrar marjı. Common ayar yöntemleri Ziegler-Nichols, Cohen-Coon ve yazılım tabanlı optimizasyonu genetik algoritmaları veya parçacık batarm optimizasyonunu içerir.

Pid Control to Microgrid Power Quality

PID kontrolörleri mikrogrid içinde çeşitli katmanlarda dağıtılır: inverter seviyesinde, enerji depolama sisteminde ve mikrogrid merkezi kontrolde. birincil hedefler gerilim düzenleme, frekans kontrolü ve harmonik mitigation.

Pidd kullanarak gerilim

Mikrogrid'de, gerilim reaktif güç enjeksiyonunu kontrol ederek muhafaza edilir. Bir PID tabanlı otomatik gerilim düzenleyicisi (AVR), PID-tuned inverterlerin veya senkronizasyon yöntemlerinden gelen reaktif güç dağılımını karşılaştırır. Örneğin, bir PID kontrolörü ile bir güneş dönüştürücü, bulut kapaklarından kaynaklanan hataları karşılayabilmeli veya reaktif bir güç hızla enjekte edebilir.

Frekans Kontrolü Adasılı Mikrogrids

Ana şebekeden kopuşulduğunda, mikrogrid kendi başına dengeli ve yüklenmelidir - yenilenebilir yetimler tarafından karmaşık bir görev yapılır. PID kontrolörleri, frekans kontrol noktaları için güç ayarlarını ayarlamak için ikincil frekans kontrol döngüsünde kullanılır (örneğin, dizel jeneratörleri, batarya depolama) veya yüklemeyi gerektirir.

Pid ile Harmonic Mitigation with Pid

Harmonics, mevcut olan ve referans arasındaki hatanın, PID'yi belirli kontrolcülerle birleştirir.SID kontrolörleri, THD azaltımının altında iyi bir şekilde azaltılması için mevcut olan algoritmaları düzenler.

Mikrogrid'lerde Pid Controllerlar için Uygulama Stratejileri

PID kontrolü başarılı bir şekilde dağıtım, sensör seçimi, ayar ve daha üst düzey yönetim sistemleri ile entegrasyon gerektirir.

Sensör ve ölçüm Altyapısı

Doğru ve hızlı ölçümler herhangi bir kontrol döngüsünin temelidir. Gerilim ve mevcut dönüştürücüler 10-100 kHz'nin hızlarında Phasor ölçüm ünitesi (PMUs) zaman senkronizasyonu sağlamak için zaman senkronizasyonu sağlayabilir, yerel sensörler 10-100 kHz'nin oranlarında PID döngüsüne beslenirler. Gürültü filtrelemesi önemlidir; analog anti-aliasing filtreler veya dijital filtreler, taşıma süresine kadar uygulanabilir.

Controller Tuning Yöntemleri

Mikrogrid'lerde PID ayar, hızlı elektrik dinamikleri ve doğrusal olmayanlıkları nedeniyle endüstriyel işlem kontrolünden farklıdır. Ortak yaklaşımlar şunlardır:

Enerji Yönetimi Sistemleri ile entegrasyon (EMS)

PID kontrolörleri izolasyonda çalışmaz; onlar, ÇYS'den ayarlanırlar ve kontrol modları (örneğin, MAG, 1.0 p.u. ve kontrol cihazları arasındaki frekans ayarlı bir ayar noktası olarak çalıştırılabilir; PID tabanlı cihaz kontrolörleri için hesaplanabilirler.

Mikrogrid'lerde Pid Kontrolün Faydaları

PID tekniklerini uygulamak birkaç boyutta ölçülebilir gelişmeler verir.

Meydanlar ve Sınırlar

Onların etkinliğine rağmen, PID kontrolörleri evrensel bir panacea değildir. Mühendisler birkaç pitfall dikkate almalıdır.

Vaka Çalışması: Kampüs Microgrid'de Çok Amaçlı Pid Kontrolü

Avrupa'daki bir üniversite kampüs mikrogrid'den gerçek dünya örneği, PID tekniklerinin etkinliğini gösteriyor. Mikrogrid, güneş PV'nin 500 kW'ını içeriyor, 250 kW/500 kWh batarya depolama sistemi ve birden fazla bina yükleri uygulandı. Sonuçlar, 100 kW yük adımını (örneğin, yüksek çözünürlükte) gösteriyor ve GPD'nin altındaki yüksek çözünürlükte %2 oranında azaldı.

Future Trends and Research

Mikrogrid'lerde PID kontrolü rolü yapay zeka ve iletişim teknolojilerindeki gelişmelerle birlikte gelişmektedir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Mikrogridler, merkezi olmayan, düşük karbonlu enerji geleceğinin önemli bir bileşenidir, ancak başarıları yüksek enerji kalitesi sağlamakta ve on yıllar öncesine rağmen, gerilim, frekans ve harmonikleri bu dinamik sistemlerde düzenlemek için en pratik ve maliyet-malzeme aletlerinden biri olarak kalır.Bu dinamik sistemlerde doğru sensörleri, sağlam ayar yöntemleri ve enerji yönetimi sistemleri ile sorunsuz bir entegrasyona yol açarken, mühendisler daha güçlü bir mikrogrid operasyonları elde edebilir.

Ayrıca okuma ve Kaynaklar