آموزش شبیه سازی ریزشبکه قدرت

شبیه‌سازی ریزشبکه‌های قدرت یکی از مهم‌ترین مباحث در زمینه مهندسی برق و انرژی است. در اینجا یک مرور سریع از مراحل اصلی شبیه‌سازی ریزشبکه‌ها آورده شده است:

### مراحل شبیه‌سازی ریزشبکه‌های قدرت

1. **انتخاب نرم‌افزار مناسب**: برخی از نرم‌افزارهای معروف برای شبیه‌سازی ریزشبکه‌های قدرت شامل MATLAB/Simulink، DIgSILENT Power Factory، PSCAD و PLECS می‌باشد.

2. **تعریف مسئله**: مشخص کنید که چه نوع ریزشبکه‌ای مد نظر شما است و چه مشکلاتی می‌خواهید در آن تحلیل کنید.

3. **مدلسازی ریاضی**: معادلات حالت و دیگر روابط ریاضی مرتبط با سیستم را استخراج کنید.

4. **ایجاد مدل در نرم‌افزار**: با استفاده از بلوک‌ها و کتابخانه‌های موجود در نرم‌افزار، مدل‌های الکترونیکی و برقی را ایجاد کنید.

5. **تعیین پارامترها**: مقادیر پارامترهای مختلف مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها، سلف‌ها و دیگر اجزاء را وارد کنید.

6. **اجرای شبیه‌سازی**: شبیه‌سازی را اجرا کنید و نتایج خروجی را مشاهده کنید.

7. **تحلیل نتایج**: داده‌های خروجی را تحلیل کنید و با استفاده از ابزارهای تحلیل داده در نرم‌افزار، نتایج را بررسی کنید.

8. **مستندسازی**: نتایج شبیه‌سازی را مستندسازی کرده و گزارش کاملی از فرایند و نتایج تهیه کنید.

### منابع پیشنهادی برای یادگیری بیشتر

- **ویدیوهای آموزشی**: ویدیوهای آموزشی مثل [آموزش شبیه‌سازی ریزشبکه‌ها در سیمولینک متلب](https://www.youtube.com/watch?v=xL2eb_tmM18) و [آموزش سیستم‌های قدرت و شبیه‌سازی در سیمولینک و متلب](https://www.youtube.com/watch?v=9ZEP63lihio) می‌توانند به شما کمک کنند.
- **کتاب‌ها**: کتاب‌هایی مانند "Power Electronics: Converters, Applications, and Design" توسط Ned Mohan و "Power Electronic Converters Modeling and Control" توسط Seddik Bacha.
- **دوره‌های آنلاین**: دوره‌های آنلاین مثل دوره‌های MATLAB و Simulink در وب‌سایت‌های آموزشی مانند Coursera و Udemy.

اگر نیاز به راهنمایی بیشتری دارید یا سوال خاصی دارید، خوشحال می‌شوم کمک کنم!

آموزش طراحی ریزشبکه قدرت

آموزش متلب

زیرمجموعه آموزش متلب شامل بخش های سیمولینک، کدنویسی و برنامه نویسی ترکیبی می باشد، در بخش سیمولینک، آموزش های مرتبط با محیط simulation متلب ارائه می گردد، اکثر شبیه سازی های قدرت در این بخش متمرکز می باشند که می توانند شامل الکترونیک قدرت، شبیه سازی سیستم های ریزشبکه، شبیه سازی منابع انرژی نو نظیر توربین های بادی، سلول خورشیدی، باتری، پیل سوختی، شبیه سازی انواع ماشین های الکتریکی و شبیه سازی سیستم های توزیع کوچک جهت مطالعات فیلتر باشد.

در بخش کدنویسی، آموزش های مرتبط با تابع نویسی و فراخوانی توابع ارائه می شود. به طور مشخص نیاز است تا دانشجویان مهندسی بتوانند در شبیه سازی های مرتبط با فرمول نویسی و یا مسائلی همچون پیاده سازی کنترل کننده ها و اجرای شبیه سازی های مرتبط با بهینه سازی، کنترل مقاوم و … نسبت به تابع نویسی در متلب اشراف داشته باشند.

نهایتا بخش برنامه نویسی ترکیبی که شامل ترکیب دو بخش بالایی می باشد، این نوع برنامه نویسی حول اهمیت اجرای برخی از بخش های شبیه سازی با کدنویسی در محیط سیمولینک می باشد. نرم افزار متلب با ارائه توابع قابل تعریف در محیط سیمولینک این امکان را به ما می دهد. دانشجویان مهندسی کنترل و قدرت می توانند از این امکان بیشترین بهره را در شبیه سازی های خود ببرند.

آموزش نرم افزار

 در این بخش آموزش سایر نرم افزارها در دستور کار می باشد، سایر نرم افزارهای مهندسی برق شامل نرم افزار هومر، نرم افزار پی اسکد و گمز می باشد.

طراحی و پیاده سازی کنترلرها

این بخش بیشتر مختص دانشجویان کنترل می باشد که به آموزش و معرفی منابع برتر در طراحی سیستم های کنترل نظیر روش های خطی، غیرخطی، طراحی سیستم های کنترل مقاوم، بهینه سازی، طراحی انواع رویت گرها و آشنایی با سیستم های کنترل هوشمند می پردازد. دانشجویان مهندسی مکاترونیک و قدرت که نیاز به طراحی سیستم های کنترل دارند نیز می توانند از مطالب پیشرفته این بخش بهره ببرند.

ریزشبکه ها

این بخش به مطالعه مبحث اختصاصی ریزشبکه ها می پردازد. مطالعه ریزشبکه ها از نقطه نظر طراحی و پایداری ولتاژ و فرکانس و ارزیابی قابلیت اطمینان از موارد مورد نظر در این زیرمجموعه می باشد. ارائه این مبحث به جهت چرخش اکثر مطالب جدید در حوزه قدرت و کنترل به این مسئله می باشد.

میکروکنترلرها

در این زیرمجموعه به مطالعه مطالب آموزشی و معرفی مراجع برتر در زمینه میکروکنترلرها پرداخته می شود. میکروهای مورد مطالعه اغلب شامل میکروهای AVR، میکرو ARM و برنامه نویسی های مرتبط با این میکروها خواهد بود.

طراحی کنترل کننده های مقاوم برای ریزشبکه های جزیره ای با در نظر گرفتن اغتشاش

انجام شبیه سازی و پایان نامه در زمینه ریزشبکه شماره تماس [phone]

 ریزشبکه‌ها، شبکه‌های تولیدبرق با ولتاژ پایین می‌باشند که وظیفه تأمین انرژی الکتریکی برای بارهای مربوط به جوامع کوچک را بر عهده دارند. می‌توان یک ریزشبکه را مجموعه‌ای از سیستم‌های تولید پراکنده و سیستم‌های ذخیره‌کننده انرژی همراه با مبدل‌های الکترونیک قدرت وبارها دانست. اصولاً سطح ولتاژ برای ریز شبکه‌ها در سطح ولتاژ توزیع می‌باشد. در ریز شبکه‌ها بهبود کیفیت توان و کاهش تلفات و درنتیجه افزایش کارایی و قابلیت اطمینان سیستم الکتریکی از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از بحث‌های مورد توجه در مورد ریز شبکه ها کنترل ولتاژ و فرکانس می‌باشد. مقدار ولتاژی که برای ریز شبکه‌ها در نظر گرفته می‌شود اصولاً مقداری در بازه‌ی بین 380 تا 400 ولت (سطح ولتاژ توزیع ثانویه) می‌باشد و مقدار فرکانس نیز در بازه‌ای بین 50 تا 60 هرتز می‌باشد. ریز شبکه‌ها می‌توانند در دو حالت متصل به شبکه و اتوماتیک (جزیره‌ای) کار کنند. در حالت متصل به شبکه ولتاژ و فرکانس نقطه اتصال مشترک توسط شبکه تعیین می‌گردد. در حالت جزیره‌ای این الزام وجود دارد که منابع تولید پراکنده باید ولتاژ و فرکانس مرجع را برای ریزشبکه فراهم کنند. ازجمله مشکلاتی که در یک ریز شبکه وجود دارد عبارت‌اند از:

۱- ناقص بودن مدل ریاضی سیستم‌های الکترونیک قدرت

۲- جریان‌های هارمونیکی ناشی از بارهای غیرخطی

۳- تغییرات پارامتری در فیلترخروجی

۴- تغییرات ناگهانی در بار و یا بروز خطاهای ناگهانی در ریز شبکه

برای کنترل مؤثر ولتاژ وفرکانس و درواقع بهبود بخشیدن به کیفیت توان با توجه به مشکلات فوق نیاز به طراحی یک کنترل‌کننده مقاوم احساس می‌شود. با توجه به وجود عوامل غیرخطی در مدل ریزشبکه، اکثر روش‌های کنترلی اجراشده بر پایه روش‌های غیرخطی می‌باشند. اخیراً نیز از ترکیب کنترل‌کننده‌های مرتبه کسری و کنترل‌کننده‌های غیرخطی برای کنترل ریزشبکه‌ها استفاده می‌شود. در اکثر روش‌های غیرخطی عامل مشترک مواجهه سیستم ریز شبکه بابارهای غیرخطی و تغییرات ناگهانی بارها می‌باشد که هدف از کنترل ریز شبکه به روش‌های فوق حفظ پایداری سیستم ریز شبکه و بهبود کیفیت توان سیستم می‌باشد.

آنچه در این کد خواهید آموخت:

1- نحوه شبیه‌سازی سیستم های قدرت در محیط سیمولینک نرم افزار MATLAB ( متلب )

2- نحوه شبیه سازی سیستم های تولید پراکنده در محیط سیمولینک

3- نحوه کنترل تولیدات پراکنده در محیط سیمولینک

4- نحوه شبیه سازی بارها و پدیده های قدرت در سیمولینک متلب

5- نحوه طراحی یک کنترل کننده هوشمند فازی با استفاده از تولباکس فازی نرم افزار MATLAB ( متلب )

6- چگونگی برقرای ارتباط بین سیمولینک متلب و تولباکس فازی

7- بررسی پایداری و مقاومت کنترل کننده در مقابل تغییرات ناگهانی بار، بارغیرخطی وخطای سه فاز سیتم قدرت

کنترل فرکانس‌بار در ریزشبکه جزیره‌ای با استفاده از کنترل پیش‌بین مدل

انجام شبیه سازی و پایان نامه ریزشبکه شماره تماس [phone]

یکی از موضوعات مهم و اساسی ریزشبکه‌ها، در حالت جدا از شبکه قدرت، کنترل فرکانس و ولتاژ است. در این مقاله روشی مبتنی بر کنترل پیش‌بین مدل برای کنترل مقاوم فرکانس‌بار در یک ریزشبکه جزیره‌ای ارائه شده است. کنترل‌کنندۀ پیشنهادی در حلقه ثانویۀ کنترل فرکانس قرار دارد و با اعمال سیگنال کنترلی به منابع، اغتشاشات فرکانس به‌دنبال تغییرات توان در ریزشبکه کاهش می‌یابد. نتایج شبیه‌سازی انجام‌شده در محیط متلب/سیمولینک نشان می‌دهد کنترل‌کنندۀ پیشنهادی، عملکردی بهتری در مقایسه با کنترل‌کننده‌های تناسبی - انتگرالی مبتنی بر روش زیگلر - نیکولز (ZN-PI)، تناسبی - انتگرالی مبتنی بر منطق فازی (Fuzzy-PI)، تناسبی - انتگرالی - مشتقی مرتبه کسری مبتنی بر الگوریتم ذرات بهینه کانونی (CPSO-FOPID) و تناسبی – انتگرالی - مشتقی مبتنی بر الگوریتم ذرات بهینه کانونی (CPSO-PID) دارد؛ به‌طوری‌که 1- نوسانات فرکانس از نظر دامنۀ نوسان و تعداد آن به‌طور مؤثری کاهش می‌یابد؛ 2- نسبت به عدم‌قطعیت پارامترهای ریزشبکه مقاوم‌تر است و عملکرد بهتری هنگام تغییر پارامترها نسبت به دیگر روش‌ها دارد.

کنترل ولتاژ و فرکانس در حالت عملکرد جزیره ای ریزشبکه

انجام شبیه سازی و پایان نامه مرتبط با ریزشبکه  شماره تماس [phone]

از مهم ترین مزایای استفاده از ریزشبکه کاهش فاصله تولید با مصرف و قابلیت اطمینان است. یکی از ریزشبکه هایی که در سال های اخیر بسیار موردتوجه قرارگرفته، سیستم ترکیبی باد دیزل است. با توجه به اینکه سرعت باد و توان تولیدی ژنراتور متصل به توربین بادی متغیر است، در این شبکه ها مقدار تولید توان غیرقابل پیش بینی خواهد بود. استفاده از یک سیستم ذخیره ساز انرژی باتری در این شبکه ها و کنترل آن می تواند تا حدودی این خلأ را پر کند. بطوریکه در زمان افزایش تولید ، سیستم ذخیره ساز توان را مصرف و باتری را شارژ می کند و همچنین در زمان کاهش تولید ، سیستم ذخیره ساز به شبکه توان می دهد و باتری ها دشارژ می شوند. از دیگر چالش های این شبکه ها زمانی است که توان تولیدی ژنراتور متصل به توربین بادی از توان مصرفی مجموعه بار بیشتر شود و این پدیده سبب برگشت توان به دیزل ژنراتور و ناپایداری شبکه می گردد که این نقیصه را کنترل کننده پیشنهادی در این پایان نامه برطرف می کند. استفاده از سیستم ذخیره ساز انرژی باتری در شبکه های ترکیبی دیزل باد خود همراه با مشکلات فراوانی خواهد بود. چون شرایط شبکه دائم در حال تغییر است . ممکن است در زمان نیاز، باتری ها شارژ نامناسب برای هدف موردنظر داشته باشند . کنترل کننده پیشنهادی در این پایان نامه با در نظر گرفتن توان تولیدی، حالت های شارژ، فرمان های مختلف و متناسب با شرایط شبکه صادر می کند و در صورت کمبود توان تولیدی و نداشتن شارژ باتری به بارهای غیر حساس با اولویت تعیین شده فرمان خروج از شبکه می دهد. به طورکلی کنترل کننده پیشنهادی با در نظر گرفتن اولویت تولید و مصرف تمام خلأهای اشاره شده را با مدیریت توان تولیدکننده ها و مصرف کننده ها برطرف می سازد