ELECTRIC SPRING CONTROL FOR SMART GRID PERFORMANCE IMPROVEMENT. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (MS_Thesis_g201404920) Thesis_Final_g201404920_Sharjeel_EE.pdf - Updated Version Download (4MB) | Preview

Arabic Abstract

تعتبر النوابض الكهربائية من التقنيات الحديثة المستخدمة في شبكات الطاقة الذكية والتي تعتمد في تشغيلها على إلكترونيات القوى والمفاتيح الكهربائية. تستخدم هذه النوابض في شتى المجالات المتعلقة بشبكات توزيع الطاقة الكهربائية، كزيادة ثبات الجهد الكهربائي و تقليل عدم التوازن بين القوى الكهربائية باللإضافة إلى تطوير كفاءتها. عند توصيل مصادر الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية بالشبكة الكهربائية، تنشأ بعض المشاكل المتعلقة بكفاءة وجودة الشبكة الكهربائية. هذه المشاكل يمكن حلها عن طريق استخدام النابض الكهربائي. أيضًا، عند توصيل النابض الكهربائي بأحمال كهربائية غير حساسة، ينشأ بما يسمى بالأحمال الكهربائية الذكية. هذه الأحمال تعتبر جيل جديد وحديث الوجود من الأحمال الكهربائية. في هذا البحث، سيتم التركيز على دراسة الأثار الإجابية للنابض الكهربائي من ناحية تطويره لمختلف جوانب شبكات الطاقة الذكية. تشتمل هذه الجوانب على كفاءة القوة الكهربائية و إدارة الأحمال الكهربائية، و التقليل من تذبذبات التيار وفرق الجهد المحايدين. بالإضافة إلى ذلك، هذا البحث يقدم تقنيات تحكم حديثة مبنية على معادلات رياضية. هذه التقنيات بالتأكيد ستطور من تقنيات التحكم الموجودة حاليًا من حيث إستجابة العوامل الرياضية والكفاءة الحسابية. يطرح هذا البحث أيضًا دراسات تتعلق بإستخدام النابض الكهربائي لمعالجة الآثار المتعلقة بتوصيل السيارات الكهربائية بشبكات الطاقة. ومن أجل إثبات النظريات والمفاهيم المطروحة في هذا البحث، تم عمل نموذح أولي ملموس في المعمل. وبعد مقارنة نتائج الدراسات المأخوذة من المعمل بالنتائج المستخرجة من نماذج المحاكاة في الحاسوب، تم التثبت من تطابقهما مما يدل على كفاءة العمل النظري المطروح في هذا البحث.

English Abstract

Electric spring is a novel smart grid technology which is based on power electronic based switching components. It has multitude of benefits associated with its widespread use at distribution level, which includes enhanced voltage stability, reduction in power imbalance and improved power quality. With ever increasing need of incorporating renewable energy sources and inclusion of electric vehicles in the existing power grid, certain power quality issues arise. Electric spring (ES) offers a viable solution to these problems. A new generation of electrical loads is also proposed recently, known as smart loads, which is the outcome of integrating electric spring in series with a non-critical load. This research is focused to unveil the positive impact of this device in improving smart grids attributes including power quality (PQ), and demand side management (DSM) along with its ability to reduce neutral current and voltage fluctuations. This work also presents novel control techniques based on mathematical formulations that suggest definite improvements in the existing control strategies in terms of response parameters and computational efficiency. Moreover, this work also proposes the use of ES for addressing the adverse effect of heavy electric vehicles penetration. A laboratory scale hardware prototype is also developed to act as the proof-of-concept of proposed models and theories. Hardware results are found to be in congruence with those obtained from simulation models, ensuring the efficacy of theoretical framework.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Abido, Mohammad Ali
Committee Members:	ElAmin, Ibrahim Mohamed and Al-Awami, Ali T.
Depositing User:	MUHAMMAD JAVAID (g201404920)
Date Deposited:	07 Mar 2017 06:27
Last Modified:	31 Dec 2020 09:28
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140283