توضیحات
پروژه شبیه سازی و سیمولینک متلب استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات(PSO) در طراحی سیستم کنترل مبدل بوست(Boost) با کنترل کننده PI در سیستم فتوولتائیک
در این پروژه طراحی کنترل PI بهینه برای مبدل DC-DC بوست (Boost) در سیستم فتوولتائیک در نرم افزار متلب شبیه سازی شده است. کنترل کننده PI به علت ساختار بسیار ساده و عملکرد موثر آن، در گستره وسیعی از سیستم های فتوولتائیک مورد استفاده قرار می گیرد. متاسفانه، تنظیم پارامترهای کنترل کننده به علت اینکه بسیاری از سیستم های صنعتی با موانعی مانند مرتبه بالا تاخیر های زمانی و رفتارهای غیر خطی مواجه هستند، بسیار دشوار است. طراحی چنین کنترلی نیازمند تعيين مشخصه های بهره تناسبی (Kp)، و ثابت زمانی انتگرالي (KI) می باشد. به منظور بهینه سازی پارامترهای کنترل کننده PI از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات( PSO ) استفاده شده است. شبیه سازی در محیط سیمولینک متلب انجام شده است.
نگرانی های زیست محیطی و نیاز روزافزون به انرژی الکتریکی، تولید کنندگان و بهره برداران شبکه برق را بر آن داشته است که از قابلیت منابع تجدید پذیر، نظیر انرژی باد و خورشید در قالب توليدات پراکنده استفاده نمایند. با توجه به دسترسی آسان به باد و نور خورشید، ژنراتورهای کوچک بادی و سلول های خورشیدی قابلیت نصب در تمام مناطق را دارند که موجب افزایش استفاده از این منابع به صورت تولیدات پراکنده کوچک در سطح مصرف کننده شده است. در گذشته به دلیل عدم استفاده گسترده از تولیدات پراکنده و همچنین عدم وجود روش مناسب برای مدل سازی این تولید کننده ها از اثرات آنها در برنامه ریزی ها و محاسبات بهره برداری صرف نظر می شد. اما امروزه نفوذ تولیدات پراکنده حتی بر روی سقف خانه ها به گونه ای است که نمی توان از اثرات آنها صرف نظر نمود.
سیستم های تولید انرژی تجدیدپذیر منابع ولتاژی هستند که از طریق مبدل های DC الکترونیک قدرت به شبکه متصل می شوند بنابرین نیاز به باتری و مبدل ها بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. با وجود مزایای بسیار زیاد انرژی تابشی خورشید، بازدهی تبدیل آن به انرژی الکتریکی کم است. به علت پایین بودن ولتاژ نقطه حداکثر توان سیستم فتوولتائیک، جهت اتصال به بار محلی با شبکه باید سطح ولتاژ را توسط مبدل های افزاینده ولتاژ، به مقدار مورد نظر افزایش داد. به علت نیاز به تراکم توان بالا در شبکه های تجدیدپذیر، وجود یک مبدل DC-DC کارآمد، ارزان و با بهره افزاینده بالا الزامی است، برای رسیدن به ولتاژ بایاس بالا برای شبکه مبدل های تمام پل ، نیم پل و یا چند سطحی، در پیکر بندیPV استفاده می شود. مبدل های مورد استفاده به دو نوع ایزوله شده و بدون ایزولاسیون تقسیم بندی می شوند.
در بحث استراتژی کنترل سیستم های تولید انرژی تجدید پذیر باید کنترل مناسبی برای سیستم کنترل طراحی گردد تا بتواند برای تامین توان بار درخواستی از طرف بار بین شبکه اصلی و سیستم تولید انرژی هماهنگی های لازم را برآورده نماید.
یکی از کنترل کننده هایی که برای تنظیم ولتاژ خروجی مبدل سیستم های تولید انرژی تجدید پذیر پکار می رود، کنترل کننده تناسبی- انتگرالی(PI) می باشد. تنظیم پارامترهای کنترلر کار دشواری است. بسیاری از تکنیک های هوش مصنوعی به منظور بهبود کارایی کنترل ها در گستره وسیعی از فرآیندها بکار گرفته شده اند که از جمله آنها می توان به شبکه های عصبی، سیستم فازی و منطق عصبی فازی اشاره نمود. همچنین به منظور کاهش پیچیدگی تنظیم پارامترهای کنترل، بسیاری از روش های جستجو تصادفی نظیر الگوریتم های هوشمند توسعه یافته اند.
شرح پروژه:
در این پروژه طراحی استراتژی کنترل تناسبی- انتگرالی(PI) بهینه برای مبدل DC-DC بوست (Boost) در سیستم فتوولتائیک شبیه سازی شده است و از الگوریتم PSO به منظور تعیین مشخصه کنترلر PI یعنی تعيين مشخصه های بهره تناسبی (Kp)، و ثابت زمانی انتگرالي (KI) استفاده شده است. شبیه سازی در محیط سیمولینک متلب انجام شده است.
بلوک کنترل کننده PI:
نتایج بهینه سازی مشخصه های کنترل کننده PI توسط الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات(PSO):
نتایج شبیه سازی:
