Stability and Control for Grid Connected Renewable Power Systems. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (Stability and Control for Grid Connected Renewable Power Systems) Thesis.Alhassan.pdf - Submitted Version Restricted to Repository staff only until 14 February 2024. Download (6MB)

Arabic Abstract

إن الحاجة إلى إيجاد طرق مبتكرة لاستخدام الطاقة المتجددة للتشغيل المستمر والخالي من التقلبات مستهدفة بشكل كبير. من المعروف أن مصادر هي بديل فعال للحد من ت أثير تغير المناخ وكذلك تقليل استهلاك الوقود ال أحفوري غير المرغوب فيه. على الرغم من وجود )RES( الطاقة المتجددة العديد من العقبات التي تواجه نشر مصادر الطاقة المتجددة في شبكات الطاقة الحديثة بسبب التقطع ونقص القصور الذاتي والاعتماد على تطبيقات تخزين الطاقة. في هذه ال أطروحة ، يتم استكشاف مزيج فريد من مصادر الطاقة المتجددة بما في ذلك خلايا الوقود والمصفوفات الكهروضوئية وتخزين يتم محاكاتها بطريقة متصلة بالشبكة والتي تخضع لتغييرات حمل مفاجئة من جانب الشبكة بالإضافة .)SMES( الطاقة المغناطيسية فائقة التوصيل لكل من المصادر المرتبطة بثوابت القصور الذاتي المناسبة )VSG( إلى خلل في خلية الوقود. ال أهم من ذلك ، تم تصميم المولد الافتراضي المتزامن لتحفيز المتانة في الاستجابة وتنظيم التردد والجهد مما يؤدي إلى شبكة PSO المح سّ نة بواسطة خوارزمية PI بالإضافة إلى معلمات وحدة التحكم VSG المقترح ، وزيادة الحمل وكيفية استجابة VSG العادي مع VSG مستقرة. تمت محاكاة أربع حالات في هذا البحث بما في ذلك مقارنة المقترح GSV المقترحة ، وخطأ الشبكة لضمان الاستقرار وتنظيم التردد للنظام المقترح. من المحاكاة في الحالة ال أولى ، تفوق VSG العادية و المقترح هو أكثر قوة VSG العادي من حيث قدرات مشاركة الطاقة وتنظيم التردد. توضح الحالة الثانية والثالثة أن الاستقرار الذي تحققه VSG على المقترح المحسن بواسطة VSG المقترح. أي ضً ا ، أظهر VSG العادي استجابة أبطأ في تنظيم التردد بالمقارنة مع VSG العادي. أظهر VSG من العادية أقل شأنا. VSG استجابة قوية في الوصول إلى استقرار الشبكة بعد حدوث اضطراب أو خطأ ، حيث تكون نتائج PSO

English Abstract

The need to find innovative methods to utilize the renewable energy for continuous and fluctuation-less operation is highly targeted. Renewable Energy Sources (RES) are known to be an effective alternative to limit the impact of the climate change as well as reduce the undesired fossil fuel consumption. Though there are various obstacles facing the deployment of RES in modern power grids due to intermittency, lack of inertia and the dependency on energy storage applications. In this thesis, a unique combination of renewable energy energy sources are explored including Fuel Cell, PV arrays and Superconducting Magnetic Energy Storage ( SMES). They are simulated in grid connected manner that undergoes sudden load changes from the grid side as well as fuel cell fault. Most importantly, Virtual Synchronous Generator (VSG) are modeled for each of the sources associated with adequate inertia constants as well as PI controller parameters optimized by PSO algorithm to prompt robustness in response, frequency and voltage regulation leading to a stable grid. Four cases are simulated in this research including comparing regular VSG with proposed VSG, load increase and how the regular VSG and proposed VSG respond, and grid fault to ensure the stability and frequency regulation of proposed system. From the simulation in case one, the proposed VSG outperformed regular VGS in terms of power sharing capabilities and frequency regulation. Case two and three show the stability the proposed VSG achieved is more robust than the regular VSG. The regular VSG showed a slower response in regulating the frequency when compared to the proposed VSG. Also, the proposed VSG optimized by the PSO demonstrated a robust response in reaching grid stability after a disturbance or fault, where the regular VSG results where inferior.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Computer Systems Environmental Engineering Research Physics Electrical Mechanical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Khalid, Muhammad
Committee Members:	AL-Ismail, Fahad and Al-Awami, A. T.
Depositing User:	ALHASSAN ALSHARIF (g202002360)
Date Deposited:	16 Feb 2023 05:52
Last Modified:	16 Feb 2023 05:52
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142339