Document

Advanced Controller Design for D-FACTS Device in Grid Connected PV System

Linked Agent
Al-Mosawi, S. Ali , Thesis advisor
Albasri, Fadhel , Thesis advisor
Date Issued
2023
Language
English
Extent
[12], 112, [2] pages
Place of institution
Sakhir, Bahrain
Thesis Type
Thesis (Master)
Institution
UNIVERSITY OF BAHRAIN, College of Engineering, Department of Electrical & Electronics Engineering
English Abstract
Abstract : Photovoltaic (PV) solar energy is considered one of the highest renewable energy resources worldwide. Hence, PV system installation capacity is increasing, triggering new power quality problems in grid systems. Some examples of these problems include unbalanced voltages, fluctuating power levels and harmonic distortions. To mitigate these problems, a Distribution Flexible Alternating Current Transmission System (D-FACTS) is considered a viable solution that can be integrated into the distribution system. Moreover, to reduce the adverse impacts of PV integration on voltage regulation and harmonic distortion in electrical distribution systems, a Distribution Static Synchronous Compensation (DSTATCOM) is considered a solution. The thesis aims to mitigate power quality concerns related to PV integration by designing an advanced control system for the D-STATCOM. A simulation study is performed by modeling a power system model with an integrated PV system and D-STATCOM. Three control schemes, Proportional Integral (PI), Artificial Neural Network (ANN), and Adaptive Neuro-fuzzy Inference System (ANFIS), were applied within the internal control of D-STATCOM to enhance the power quality of the power system. Two different inverter configurations were adapted, a Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM) and a Hysteresis Current Controller (HCC). Results are obtained as voltage profiles for all the considered control schemes with different inverter types under different contingency conditions. The performance is also evaluated by control characteristics evaluation for different controllers. Different scenarios were analyzed through graphical methods, Total Harmonic Distortion (THD), and Root Mean Squared Error (RMSE).
Arabic Abstract
الخلاصة :

تعتبر الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV (واحدة من أعلى موارد الطاقة المتجددة في جميع أنحاء
العالم. وقد أدى تزايد كمية تركيب النظم الكهروضوئي إلى نشوء مشاكل جديدة في جودة الطاقة
ألنظمة الشبكة الكهربائية. وبعض األمثلة على هذه المشكالت هي اختالف الجهد الكهربائي و تقلب
مستويات الطاقة وتزايد مستوى التشوهات التوافقية. وللتخفيف من هذه المشاكل، يعتبر نظام نقل
للتطبيق يمكن دمجه في نظام التوزيع التيار المتناوب المرن للتوزيع (FACTS-D(
حالا قابالا
الكهربائي.
عالوة على ذلك، يعتبر التعويض المتزامن للتوزيع الثابت (STATCOM-D (حالا آخر لهذه
المشاكل لتقليل اآلثار السلبية الناشئة من الطاقة الشمسية الكهروضوئية على تنظيم الجهد الكهربائي
والتشويه التوافقي في أنظمة التوزيع الكهربائية.
تهدف األطروحة إلى التخفيف من مشاكل جودة الطاقة المتعلقة بالطاقة الشمسية الكهروضوئية من
خالل تصميم نظام تحكم متقدم لجهاز STATCOM-D. وقد تم إجراء دراسة محاكاة عن طريق
تصميم نموذج لنظام الطاقة الكهربائية يشتمل على نظام PV وجهاز )STATCOM-D). وقد تم
تطبيق ثالثة أنظمة تحكم و هي التكامل النسبي (PI (و شبكة اعصاب صناعية (ANN(، و نظام
تكيفي مبهم عصبي (ANFIS (، ضمن التحكم الداخلي ل جهاز STATCOM-D وذلك لتحسين
جودة الطاقة لنظام الطاقة الكهربائية. كما تم تطبيق نموذجين مختلفين للتحكم في محول الكهرباء
الثابت ، األول هو تضمي ن عرض النبضة الجيبي (SPWM (والثاني هو وحدة التحكم للتيار التخلفي
.(HCC)
وتم الحصول على النتائج لمستوى الجهد الكهربائي لمختلف نماذج أنظمة التحكم المدروسة لألنواع
المختلفة من محول الكهرباء الثابت في ظل ظروف وسيناريوهات مختلفة. كما تم تقييم األداء من
خالل تقييم خصائص التحكم لوحدات التحكم المختلفة. و تم تحليل السيناريوهات المختلفة من خالل
الطرق الرسومية وقياس مستوى التشويه التوافقي الكلي (THD (والخطأ التربيعي لمتوسط الجذر
.(RMSE)
Note
تصميم نظام تحكم متقدم لجهاز FATCS-D في الشبكة الكهربائية المتصلة بالنظام الكهربائي الضوئي (PV)