ROBUST CONTROL OF A MICROGRID. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Final_Thesis.pdf Download (7MB) | Preview

Arabic Abstract

إن وجود مصادر الطاقة المتجددة تقودنا إلى تقديم مصادر الطاقة النظيفة ، من هنا جاءت شبكات القوى الكهربية الصغيرة. هذه الرسالة تقدم وصفا تفصيليا للتحكم الفعال لطرق التحكم غير الخطي لشبكات القوى الكهربية الصغيرة والتي تشمل مصادر التوليد الكهربي المتنوع مثل وحدات الطاقة الشمسية ، طاقة الرياح ، والمولدات التقليدية الصغيرة مع الموجهات الثابتة . إن التفاعل المناسب لأجهزة القوى الالكترونية تم أخذه في الاعتبار. مولدات الطاقة الكهربية الصغيرة ، الوحدات الشمسية ، مع طاقة الرياح تم اعتبارها ايضا ولذا فإن المشاركة الفعالة للشبكة الكهربية الصغيرة في الشبكة كان مناسبا. لكي يتم فهم التداخل في الادوار بين عناصر مولدات الطاقة المختلفة ، تم اعتبار نموذجين مختلفين في هذه الرسالة . الأول ، تم اعتبار تداخل المولدات الصغيرة مع الوحدات الشمسية جنبا إلى جنب مع المعادلات الثابتة . تم دراسة ذلك في ضوء نموذجي التحكم الخطي وغير الخطي وذلك لتقدير الدالة الوظيفية للشبكة من أجل التصميم الامثل للمتحكم . تم تصميم متحكم مشرف فعال ، حيث روعي في تصميم المتحكم الأداء الفعال والاتزان . في الدراسة تم الحصول على نظام دائري متوالي عن طريق توظيف دالة التشكيل الدائري. هذا المتحكم قدم أداءا متميزا في حالة التحكم الخطي للشبكة ، تم اختبار أداء المتحكم في الشبكة في وجود عدة عوامل مثلا العزم المتغير ، والخطأ ثلاثي الأوجه. بينما، النموذج الثاني للشبكة الكهربية الصغيرة تم دارسته في وجود المولدات الصغيرة مع طاقة الرياح في وجود المعادلات الثابتة . تم تصميم متحكم التشكيل الدائري لهذا الغرض وتم اختباره في ظروف بيئية مختلفة من العزم المتغير وايضا الخطأ ثلاثي الأوجه. وقد أثبت المتحكم المقترح في الدارسة أداءا ثابتا عند نقاط تشغيل مختلفة وتحت نماذج بيئية متنوعة .

English Abstract

The introduction of renewable energy sources directed us to integrate the clean sources to the power grid, thereby forming a microgrid. This thesis describes a detailed nonlinear modeling and robust control technique for a microgrid system that includes different DG sources such as PV, Wind Energy, and conventional micro-alternator along with STATCOM. Proper interfacing of power electronics devices was carried out in the modeling of the microgrid. Power generation of micro-alternator, PV and wind system is considered so that proper power sharing is done in a microgrid system. For the purpose of understanding the interaction of DG sources, two different configurations are considered in this work. The first comprises of a micro-alternator, PV system along with STATCOM. Both nonlinear model and linear model of the system was obtained to estimate the plant transfer function for the purpose of designing controller. A robust central supervisory controller was obtained, where the controller design is proposed by satisfying the performance and stability criteria. An open loop transfer function was obtained by employing loop-shaping algorithm. This controller was found to perform excellently on a linear system of the microgrid. The robust controller obtained was tested for a nonlinear system of microgrid subjected to torque disturbance and even three phase fault. While, a second test system of a microgrid is formed by integrating micro-alternator, wind system along with STATCOM. A loop-shape controller was designed for such a system and was tested under the environment of various torque disturbance and even three phase fault. The proposed controller was reliable for the system performing at different operating points and for various disturbance scenarios.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	AL-BAIYAT, SAMIR
Committee Members:	ELAMIN, IBRAHIM MOHAMED and HABIBALLAH, IBRAHIM OMAR
Depositing User:	MEER ABDUL MATEEN KHAN (g201206360)
Date Deposited:	20 Oct 2016 08:05
Last Modified:	01 Nov 2019 16:33
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139955