अमूर्त
बड़े पैमाने पर फोटोवोल्टिक सिस्टम कई स्थानीय पावर ग्रिडों में वितरित नवीकरणीय ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण घटक हैं। इन माइक्रोग्रिड्स को प्रबंधित करना, विशेष रूप से वे मुख्य ग्रिड के साथ कैसे इंटरैक्ट करते हैं, कोई आसान काम नहीं है। इसके लिए उन नवीकरणीय संसाधनों पर सटीक नियंत्रण की आवश्यकता है। यह आलेख माइक्रोग्रिड में उपयोग किए जाने वाले डीसी-डीसी कन्वर्टर्स के प्रकारों का सारांश देता है और एक नई वर्गीकरण विधि का प्रस्ताव करता है। यह आलेख डीसी माइक्रोग्रिड में डीसी-डीसी कन्वर्टर्स की नियंत्रण तकनीक का परिचय देता है और इन नियंत्रण विधियों के फायदे और नुकसान पर चर्चा करता है।
बिजली व्यवस्था में वितरित नवीकरणीय ऊर्जा के बढ़ते अनुपात के साथ, इस बिजली का प्रबंधन एक प्रमुख मुद्दा बन गया है। यह आलेख बिजली प्रबंधन के विभिन्न तरीकों का परिचय देता है। अंत में, MATLAB/Simulink सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके सौर ऊर्जा, पवन टरबाइन और बैटरी सहित एक डीसी माइक्रोग्रिड प्रणाली का अनुकरण किया गया, और इसके प्रदर्शन का विश्लेषण किया गया।
सीधे शब्दों में कहें तो, यह लेख इस बारे में है कि नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करने वाले माइक्रोग्रिड्स को बेहतर ढंग से कैसे नियंत्रित और प्रबंधित किया जाए, और यह देखने के लिए कि यह कितना प्रभावी है, ऐसी प्रणाली का अनुकरण करने के लिए सॉफ़्टवेयर का भी उपयोग करता है।
1 परिचय
माइक्रोग्रिड ट्रांसमिशन घाटे को कम कर सकते हैं और ऊर्जा संकट का समाधान कर सकते हैं, जिसमें फोटोवोल्टिक्स और माइक्रो टर्बाइन जैसी प्रौद्योगिकियां शामिल हैं, जिन्हें ग्रिड से कनेक्ट करने के लिए पावर इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर्स की आवश्यकता होती है। नवीकरणीय ऊर्जा आधारित डीसी माइक्रोग्रिड में डीसी बसबार, फोटोवोल्टिक पैनल, पवन टरबाइन, पावर इलेक्ट्रॉनिक कनवर्टर, हाइब्रिड ऊर्जा भंडारण प्रणाली और डीसी लोड शामिल हैं। इसमें कई वोल्टेज स्तर और उच्च दक्षता के फायदे हैं, और डीसी प्रणाली ऊर्जा स्रोतों, नियंत्रण प्रबंधन और लोड अनुकूलन के मामले में आकर्षक है। हालाँकि, डीसी माइक्रोग्रिड्स को निरंतर बिजली भार और पल्स पावर लोड जैसी चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जिससे ऊर्जा संचरण में सुधार, बिजली आपूर्ति सुनिश्चित करने और आर्थिक संचालन को प्राप्त करने के लिए उन्नत नियंत्रण विधियों की आवश्यकता होती है।
चित्र 1. माइक्रोग्रिड के विभिन्न वर्गीकरण।
चित्र 2. सामान्य डीसी माइक्रोग्रिड।
चित्र 3. विशिष्ट एसी माइक्रोग्रिड।
चित्र 4. हाइब्रिड माइक्रोग्रिड।
चित्र 5. पिछले दशक में डीसी माइक्रोग्रिड पर प्रकाशित पत्रों का वार्षिक प्रतिशत।
इस लेख की संरचना और सामग्री व्यवस्था:यह लेख डीसी माइक्रोग्रिड में डीसी-डीसी कन्वर्टर्स की टोपोलॉजी और नियंत्रण विधियों का व्यापक अध्ययन करके एक नया वर्गीकरण प्रस्तावित करेगा। निम्नलिखित सामग्री में शामिल हैं: धारा 2 में डीसी माइक्रोग्रिड के विवरण पर चर्चा करना; धारा 3 माइक्रोग्रिड में उपलब्ध कनवर्टर संरचनाओं के प्रकारों पर विस्तार से बताती है; धारा 4 डीसी माइक्रोग्रिड में डीसी-डीसी कन्वर्टर्स के लिए नियंत्रण विधियों का एक सिंहावलोकन प्रदान करती है; धारा 5 डीसी माइक्रोग्रिड के लिए बिजली प्रबंधन विधियों का परिचय देती है; धारा 6 माइक्रोग्रिड अनुप्रयोगों के लिए डीसी-डीसी कन्वर्टर्स के क्षेत्र में हार्डवेयर विकास प्रस्तुत करता है; धारा 7 विशिष्ट डीसी माइक्रोग्रिड का अनुकरण और विश्लेषण प्रस्तुत करता है; धारा 8 निष्कर्ष प्रस्तुत करती है।
2. डीसी माइक्रोग्रिड से संबंधित विशेषताएँ
डीसी माइक्रोग्रिड के लाभ और अनुप्रयोग परिदृश्य:पावर इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, डीसी माइक्रोग्रिड ने अपनी उच्च विश्वसनीयता और दक्षता के कारण ध्यान आकर्षित किया है। डीसी माइक्रोग्रिड आवासीय अनुप्रयोगों, इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग स्टेशनों, डेटा सेंटर और अन्य क्षेत्रों में अधिक पसंदीदा हैं। इस बीच, डीसी विद्युत भार की बढ़ती मांग ने डीसी बिजली स्रोतों पर आधारित बिजली उत्पादन पर शोध को काफी आकर्षक बना दिया है।
डीसी माइक्रोग्रिड का संचालन मोड:डीसी माइक्रोग्रिड के दो ऑपरेशन मोड हैं: ग्रिड कनेक्टेड और स्वतंत्र। ग्रिड से कनेक्ट होने पर, माइक्रोग्रिड बिजली की आपूर्ति के लिए डीसी बस से जुड़ा होता है; स्वतंत्र रूप से संचालन करते समय, मुख्य पावर ग्रिड के साथ सिंक्रनाइज़ करने की कोई आवश्यकता नहीं है। दोनों मोड में, बैटरी और सुपरकैपेसिटर सहित विभिन्न नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत और ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ माइक्रोग्रिड से जुड़ी हुई हैं।
डीसी माइक्रोग्रिड में ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की भूमिका:बैटरियों में उच्च ऊर्जा घनत्व होता है, और उनके नियंत्रकों का उपयोग स्थिर-अवस्था बिजली उत्पन्न करने या अवशोषित करने के लिए किया जाता है; सुपरकैपेसिटर में उच्च शक्ति घनत्व होता है, और उनके नियंत्रकों का उपयोग क्षणिक शक्ति उत्पन्न करने या अवशोषित करने के लिए किया जाता है। शक्ति संतुलन और स्थिर संचालन बनाए रखने के लिए दोनों माइक्रोग्रिड में एक साथ काम करते हैं।
डीसी माइक्रोग्रिड्स के कनेक्शन और नियंत्रण पर शोध:वितरण नेटवर्क और ऊर्जा भंडारण प्रणाली डीसी लिंक का उपयोग करके बिजली इलेक्ट्रॉनिक कनवर्टर्स के माध्यम से परस्पर जुड़े हुए हैं। डीसी माइक्रोग्रिड के सुरक्षा मुद्दों और समाधानों पर प्रासंगिक अध्ययन हुए हैं। इसके अलावा, लेख डीसी माइक्रोग्रिड में स्थानीय नियंत्रण का एक संक्षिप्त अवलोकन प्रदान करता है और ऊर्जा भंडारण इकाइयों के साथ डीसी माइक्रोग्रिड की समग्र वास्तुकला प्रस्तुत करता है।
3. डीसी माइक्रोग्रिड में डीसी-डीसी कन्वर्टर्स की टोपोलॉजी
डीसी-डीसी कन्वर्टर्स का वर्गीकरण और सामान्य टोपोलॉजी:डीसी-डीसी कन्वर्टर्स को गैर पृथक और पृथक प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। डीसी माइक्रोग्रिड में, विभिन्न वोल्टेज रूपांतरण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, बूस्ट, बक बूस्ट और बक कन्वर्टर्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, प्रत्येक की अपनी अनूठी टोपोलॉजी होती है (जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है)। द्वि-दिशात्मक पृथक डीसी-डीसी कन्वर्टर्स आमतौर पर डीसी सिस्टम में उपयोग किए जाते हैं, जिनमें से दोहरी सक्रिय ब्रिज (डीएबी) डीसी-डीसी कनवर्टर्स द्वि-दिशात्मक विद्युत प्रवाह और उच्च शक्ति घनत्व के लिए उनके समर्थन के कारण एक उपयुक्त विकल्प हैं (इसके योजनाबद्ध आरेख के लिए चित्र 7 देखें) , और श्रृंखला अनुनाद कन्वर्टर्स (एसआरसी) की टोपोलॉजी ने भी कई शोधकर्ताओं का ध्यान आकर्षित किया है।
चित्र 6. डीसी-डीसी कनवर्टर टोपोलॉजी, (ए) बूस्ट, (बी) बूस्ट, (सी) हिरन बूस्ट।
चित्र 7. डीएबी कनवर्टर का योजनाबद्ध आरेख।
मल्टी पोर्ट डीसी-डीसी कन्वर्टर्स का विकास और अनुप्रयोग:कनवर्टर्स के उपयोग से होने वाली उच्च लागत और सिस्टम हानि की समस्याओं को हल करने के लिए, मल्टी पोर्ट डीसी-डीसी कनवर्टर्स सामने आए हैं। इसका उपयोग आमतौर पर माइक्रोग्रिड में कई डीसी नेटवर्क को जोड़ने के लिए किया जाता है, जैसे कि लेख में उल्लिखित विभिन्न टोपोलॉजी (चित्रा 8), जो लचीले ढंग से विभिन्न डीसी लोड और पावर स्रोतों को जोड़ सकते हैं और डीसी लिंक को नियंत्रित कर सकते हैं; अलग-अलग दो-चरण तीन पोर्ट कनवर्टर टोपोलॉजी आदि भी हैं। ये मल्टी पोर्ट कनवर्टर कई ऊर्जा स्रोतों (ऊर्जा भंडारण सहित) को एकीकृत करने के लिए उपयुक्त हैं और हिरन बूस्ट कनवर्टर्स की तुलना में उच्च वोल्टेज अनुपात रखते हैं। डीसी माइक्रोग्रिड में उनके विभिन्न अनुप्रयोग हैं, जैसे सुपरकैपेसिटर वोल्टेज को विनियमित करना, बैटरी और सुपरकैपेसिटर के बीच बिजली का प्रबंधन करना, बैटरी चार्ज करना, हाइब्रिड ऊर्जा भंडारण प्रणाली एकीकरण को लागू करना और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के बीच बिजली प्रवाह को संतुलित करना। डीसी माइक्रोग्रिड में उपयोग किए जाने वाले कन्वर्टर्स को आम तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: पृथक और गैर पृथक (वर्गीकरण के लिए चित्र 9 देखें)।
चित्र 8. मल्टी पोर्ट कनवर्टर का योजनाबद्ध आरेख।
चित्र 9. डीसी माइक्रोग्रिड में प्रयुक्त डीसी-डीसी कनवर्टर टोपोलॉजी का वर्गीकरण।
4. डीसी माइक्रोग्रिड में डीसी-डीसी कनवर्टर की नियंत्रण विधि
नियंत्रण विधियों का महत्व और समग्र वर्गीकरण:डीसी माइक्रोग्रिड्स का नियंत्रण शोधकर्ताओं के लिए चिंता का मुख्य मुद्दा है। समग्र नियंत्रण विधियों को केंद्रीकृत नियंत्रण और वितरित नियंत्रण में विभाजित किया जा सकता है। केंद्रीकृत नियंत्रण सीमित डेटा संग्रह वाले छोटे स्थानीय माइक्रोग्रिड के लिए उपयुक्त है (इसकी नियंत्रण योजना के लिए चित्र 10 देखें), जबकि वितरित नियंत्रण के लिए केंद्रीय नियंत्रक की आवश्यकता नहीं होती है (चित्र 11 देखें)।
चित्र 10. केंद्रीकृत नियंत्रण का ब्लॉक आरेख।
चित्र 11. वितरित नियंत्रण का ब्लॉक आरेख।
अरेखीय नियंत्रण प्रौद्योगिकी के प्रकार और विशेषताएं:नॉनलाइनियर कंट्रोल तकनीक में मॉडल प्रेडिक्टिव कंट्रोल (एमपीसी), स्लाइडिंग मोड कंट्रोल (एसएमसी), एडेप्टिव कंट्रोल और इंटेलिजेंट कंट्रोल शामिल हैं। हाल के वर्षों में, कई अध्ययनों ने बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों (बीईएसएस) के द्विदिश कनवर्टर नियंत्रण और माइक्रोग्रिड के पावर संतुलन में एमपीसी के प्रदर्शन पर ध्यान केंद्रित किया है। एमपीसी में, बेहतर प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए कनवर्टर का इष्टतम स्विचिंग मोड लागत फ़ंक्शन द्वारा निर्धारित किया जाता है (इसकी नियंत्रण योजना के लिए चित्र 12 देखें); एसएमसी नियंत्रण में, उत्पन्न नियंत्रण इनपुट सीधे पावर इलेक्ट्रॉनिक कनवर्टर स्विच पर तेज प्रतिक्रिया के साथ कार्य करता है (चित्र 13 देखें); अनुकूली नियंत्रण उन स्थितियों के लिए उपयुक्त है जहां डीसी-डीसी कनवर्टर्स का लोड और इनपुट स्रोत भिन्न होता है, और नियंत्रण विधि की मजबूती में सुधार कर सकता है (चित्र 14 देखें)। इसके अलावा, फोटोवोल्टिक प्रणालियों पर आधारित माइक्रोग्रिड पावर प्रबंधन के लिए एक नई नियंत्रण विधि प्रस्तावित है, जो प्रत्येक इन्वर्टर की शक्ति को नियंत्रित करने के लिए फ़ज़ी लॉजिक कंट्रोलर (एफएलसी) का उपयोग करती है (चित्र 15 देखें)।
चित्र 12. एमपीसी नियंत्रक का ब्लॉक आरेख।
चित्र 13. एसएमसी नियंत्रक का ब्लॉक आरेख।
चित्र 14. अनुकूली नियंत्रण का ब्लॉक आरेख।
चित्र 15. डीसी माइक्रोग्रिड में कनवर्टर की नियंत्रण विधि।
5. डीसी माइक्रोग्रिड के लिए पावर प्रबंधन रणनीति
विद्युत प्रबंधन का महत्व एवं चुनौतियाँ:डीसी माइक्रोग्रिड दूरदराज के क्षेत्रों में ऊर्जा आपूर्ति के लिए एक उपयुक्त विकल्प प्रदान करते हैं, इसलिए उनकी ऊर्जा प्रबंधन विधियों ने बहुत ध्यान आकर्षित किया है। माइक्रोग्रिड पावर प्रबंधन को कई चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जैसे विकिरण परिवर्तन के साथ फोटोवोल्टिक सिस्टम आउटपुट पावर में उतार-चढ़ाव। विश्वसनीय और उच्च गुणवत्ता वाली ऊर्जा आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए बिजली प्रबंधन प्रणालियों को डिजाइन करते समय इन कारकों पर विचार किया जाना चाहिए। पावर ग्रिड से स्वतंत्र माइक्रोग्रिड में, पावर संतुलन हासिल करने के लिए फोटोवोल्टिक सिस्टम, बैटरी एनर्जी स्टोरेज सिस्टम (बीईएसएस) और अन्य इकाइयों के संचालन का समन्वय करना भी आवश्यक है।
विभिन्न बिजली प्रबंधन प्रणालियों और एल्गोरिदम का उदाहरण:मुख्य ऊर्जा स्रोतों के रूप में फोटोवोल्टिक और डीजल जनरेटर के साथ माइक्रोग्रिड के लिए एक बैटरी ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (बीईएमएस), डीजल जनरेटर के कार्य समय को कम कर सकती है, फोटोवोल्टिक बिजली के उतार-चढ़ाव को कम कर सकती है, विभिन्न विशेषताओं के साथ विभिन्न प्रकार की बैटरी का प्रबंधन कर सकती है और बैटरी जीवन का विस्तार कर सकती है। बीईएसएस प्रणाली की स्टेट ऑफ चार्ज (एसओसी) बाधाओं पर विचार करते हुए, फोटोवोल्टिक और बीईएसएस प्रणालियों की शक्ति को संतुलित करने के लिए एक पावर प्रबंधन एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है। बैटरी डिस्चार्ज के दौरान, एक द्विदिश कनवर्टर डीसी बस वोल्टेज को समायोजित करता है, और कुछ मामलों में, पावर इलेक्ट्रॉनिक कनवर्टर को सिस्टम को अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग (एमपीपीटी) मोड में संचालित करने में सहायता करने की आवश्यकता होती है (इसके सिस्टम ऑपरेटिंग मोड के लिए चित्र 17 देखें)। माइक्रोग्रिड के लिए एक बुद्धिमान गतिशील ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली, हाइब्रिड फोटोवोल्टिक/बैटरी सिस्टम के लिए एक पावर प्रबंधन विधि, और डीसी माइक्रोग्रिड के पावर प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए एक पावर प्रबंधन रणनीति (पीएमएस) प्रस्तावित की गई है। लेख डीसी माइक्रोग्रिड पावर प्रबंधन प्रणाली के विभिन्न ऑपरेटिंग मोड भी प्रस्तुत करता है (चित्र 16 देखें), जिसमें फोटोवोल्टिक सिस्टम के सीमित पावर मोड (एलपीएम) और एमपीपीटी मोड शामिल हैं, जो बैटरी एसओसी द्वारा निर्धारित किए जाते हैं (जैसा कि फ़्लोचार्ट में दिखाया गया है) चित्र 17).
चित्र 16. बिजली प्रबंधन रणनीति का प्रवाह चार्ट।
चित्र 17. माइक्रोग्रिड (ए) बैटरी और (बी) फोटोवोल्टिक घटकों के लिए पावर प्रबंधन एल्गोरिदम
6. डीसी माइक्रोग्रिड का हार्डवेयर विकास और सिमुलेशन सत्यापन
लूप सिमुलेशन में हार्डवेयर का अनुप्रयोग:भौतिक प्रणालियों को सिमुलेशन वातावरण से जोड़ना एक नया विषय है। माइक्रोग्रिड अनुसंधान में, विभिन्न नियंत्रण विधियों और टोपोलॉजी संरचनाओं के सिमुलेशन परिणामों को सत्यापित करने के लिए हार्डवेयर तुलना की आवश्यकता होती है। लूप (एचआईएल) सिमुलेशन में हार्डवेयर के माध्यम से, माइक्रोग्रिड को ईंधन सेल से जोड़ने के लिए एक डीसी-डीसी कनवर्टर का उपयोग किया गया था, जिससे सिमुलेशन वातावरण और भौतिक ईंधन सेल प्रणाली के बीच द्विदिश संचार प्राप्त हुआ। एचआईएल सिमुलेशन में एक डीसी-डीसी कनवर्टर और एक माइक्रोग्रिड शामिल है (चित्र 18 देखें)।
चित्र 18. हार्डवेयर सिमुलेशन डीसी/डीसी कनवर्टर और माइक्रोग्रिड पर आयोजित किया गया था।
DC-DC कन्वर्टर्स के लिए हार्डवेयर कार्यान्वयन उपकरणों का उदाहरण:लेख में तालिका 1 डीसी-डीसी कनवर्टर्स के हार्डवेयर भाग को लागू करने के लिए वैज्ञानिक साहित्य से प्राप्त कई उपकरणों को एकत्रित करती है। ये उपकरण माइक्रोग्रिड में डीसी-डीसी कन्वर्टर्स के हार्डवेयर विकास के लिए संदर्भ प्रदान करते हैं और डीसी माइक्रोग्रिड प्रौद्योगिकी के आगे अनुसंधान और अभ्यास में मदद करते हैं।
तालिका 1. डीसी-डीसी कनवर्टर्स के हार्डवेयर भाग को लागू करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण।
7. डीसी माइक्रोग्रिड सिस्टम पर सिमुलेशन अनुसंधान
सिमुलेशन सिस्टम संरचना और पैरामीटर सेटिंग्स:MATLAB सॉफ़्टवेयर का उपयोग DC माइक्रोग्रिड सिस्टम को अनुकरण करने के लिए किया जाता है, जिसमें एक फोटोवोल्टिक प्रणाली, स्थायी चुंबक तुल्यकालिक जनरेटर (PMSG) के साथ एक पवन टरबाइन, एक बैटरी, वोल्टेज विनियमन के लिए एक DC-DC द्विदिशात्मक कनवर्टर और एक अधिकतम पावर पॉइंट ट्रैकिंग (MPPT) शामिल है। ) पवन टरबाइन और सौर पैनलों के लिए प्रणाली। संरचना चित्र 19 में दिखाई गई है। फोटोवोल्टिक प्रणाली में श्रृंखला में जुड़े 22 सौर पैनल होते हैं, जिनमें प्रत्येक पैनल के लिए अधिकतम पावर प्वाइंट वोल्टेज और 30.3V और 7.10A का करंट होता है। डीसी माइक्रोग्रिड आउटपुट प्रतिरोधक भार का उपयोग करता है, और सिस्टम और इसके घटक विनिर्देश तालिका 2 में सूचीबद्ध हैं।
चित्र 19. अध्ययन किए गए डीसी माइक्रोग्रिड का ब्लॉक आरेख।
तालिका 2. डीसी माइक्रोग्रिड सिमुलेशन में उपयोग किए जाने वाले पैरामीटर।
सिमुलेशन परिणाम प्रदर्शन और विश्लेषण:सिस्टम को MATLAB/Simulink वातावरण का उपयोग करके सिम्युलेटेड किया गया था, और समग्र DC माइक्रोग्रिड का एक योजनाबद्ध आरेख प्रदान किया गया था (चित्र 20 देखें)। फोटोवोल्टिक, बैटरी और पवन टरबाइन के आउटपुट वक्र दिखाए गए (चित्र 21 देखें), साथ ही विभिन्न पवन गति पर पवन टरबाइन के आउटपुट पावर वक्र (इकाई मूल्यों द्वारा दर्शाए गए) (चित्र 22 देखें), वोल्टेज वक्र दिखाए गए रेटेड और डिस्चार्ज क्षेत्रों में बैटरी (चित्र 23 देखें), और सिस्टम आउटपुट लोड के वोल्टेज और वर्तमान वक्र (चित्र 24 देखें)। सिमुलेशन में, पवन टरबाइन प्रणाली 12m/s की स्थिर गति से संचालित होती है, जिसमें रेटेड हवा की गति पर 8kW की बिजली उत्पादन होता है, और फोटोवोल्टिक प्रणाली की रेटेड शक्ति 4.6kW है। बैटरी अनुभाग में उपयोग किया जाने वाला द्विदिश कनवर्टर चार्जिंग और डिस्चार्जिंग कार्यों को प्राप्त कर सकता है। इन सिमुलेशन परिणामों का उपयोग डीसी माइक्रोग्रिड सिस्टम के परिचालन प्रदर्शन का विश्लेषण और मूल्यांकन करने के लिए किया जा सकता है।
चित्र 20. MATLAB/सिमुलेशन लिंक का उपयोग करके डीसी माइक्रोग्रिड का सिमुलेशन मॉडल।
चित्र 21. सिमुलेशन परिणाम दिखाते हैं कि (ए) वीपीवी, (बी) आईपीवी, (सी) पीपीवी, (डी) पवन टरबाइन टॉर्क टी, टीएम, (ई) हवा की गति, (एफ) डीसी बस वोल्टेज, और (जी) रिचार्जेबल बैटरी की चार्ज स्थिति (एसओसी)।
चित्र 22. सिमुलेशन परिणाम विभिन्न टरबाइन गति (पीयू) पर टरबाइन आउटपुट पावर (पीयू) दिखाते हैं।
चित्र 23. सिमुलेशन परिणाम दर्शाते हैं कि बैटरी वोल्टेज डिस्चार्ज मोड में सामान्य रूप से काम कर सकता है।
चित्र 24. सिमुलेशन परिणाम दिखाते हैं कि डीसी माइक्रोग्रिड का आउटपुट लोड (ए) वोल्टेज और डीसी माइक्रोग्रिड का आउटपुट लोड (बी) करंट।
8. सारांश
यह आलेख डीसी माइक्रोग्रिड में डीसी-डीसी कन्वर्टर्स की टोपोलॉजी, नियंत्रण विधियों और विभिन्न पावर प्रबंधन प्रणाली रणनीतियों की व्यापक रूप से पड़ताल करता है, साथ ही माइक्रोग्रिड में डीसी-डीसी कन्वर्टर्स में उपयोग किए जाने वाले हार्डवेयर का भी अध्ययन करता है।
माइक्रोग्रिड की विशेषताएं और आवश्यकताएं:माइक्रोग्रिड की जटिलता पारंपरिक ग्रिड के लिए उपयुक्त और विश्वसनीय विकल्प बनने के लिए डिजिटल स्वचालन और बुद्धिमान प्रबंधन की उनकी आवश्यकता को निर्धारित करती है। तकनीकी प्रगति स्वचालित ऊर्जा प्रबंधन को कई घटकों और परिवर्तनीय स्थितियों को संभालने, विश्वसनीयता और लागत को अनुकूलित करने में सक्षम बनाती है। माइक्रोग्रिड में बैटरी जैसी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का प्रभावी उपयोग आवश्यक ऊर्जा की निर्बाध आपूर्ति सुनिश्चित कर सकता है, और क्षेत्रों में बिजली की आपूर्ति के लिए नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग पर्यावरण के लिए फायदेमंद है और इसका वैश्विक आर्थिक महत्व है।
डीसी-डीसी कन्वर्टर्स से संबंधित मुख्य बिंदु:एक स्वतंत्र डीसी माइक्रोग्रिड में, डीसी-डीसी कन्वर्टर्स वोल्टेज वृद्धि और गिरावट के विभिन्न स्तरों को प्राप्त कर सकते हैं। गैर-पृथक कनवर्टर्स में कम नुकसान होता है और पृथक कनवर्टर्स की तुलना में अधिक उपयुक्त होते हैं। माइक्रोग्रिड में कन्वर्टर्स को नियंत्रित करने के लिए विभिन्न रणनीतियाँ हैं, और रैखिक नियंत्रण तकनीक स्थिर सिस्टम संचालन सुनिश्चित नहीं कर सकती है। मॉडल प्रेडिक्टिव कंट्रोल (एमपीसी), स्लाइडिंग मोड कंट्रोल (एसएमसी), और फ़ज़ी कंट्रोल जैसे उन्नत तरीकों को अपनाया गया है।
नियंत्रण विधि तुलना का निष्कर्ष:लेख में नियंत्रण विधियों का व्यापक विश्लेषण और तुलना की गई। उन्नत बुद्धिमान नियंत्रण विधियों में प्रतिबाधा अस्थिरता के विरुद्ध मजबूती होती है। डीसी माइक्रोग्रिड के डीसी-डीसी कन्वर्टर्स में, बुद्धिमान नियंत्रकों का प्रदर्शन अन्य नियंत्रण एल्गोरिदम की तुलना में तेज़ और सटीक होता है।