[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
بخش‌های اصلی
صفحه اصلی::
اطلاعات نشریه::
آرشیو مجله و مقالات::
برای نویسندگان::
برای داوران::
ثبت نام و اشتراک::
صاحب امتیاز::
درباره انجمن::
تماس با ما::
تسهیلات پایگاه::
cope::
metrics::
تعارض منافع::
::
پایگاه های نمایه کننده
..
DOI
کلیک کنید
..
IEEE
..
DOR

..
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
..
دریافت اطلاعات پایگاه
نشانی پست الکترونیک خود را برای دریافت اطلاعات و اخبار پایگاه، در کادر زیر وارد کنید.
..
:: دوره 14، شماره 3 - ( 7-1404 ) ::
جلد 14 شماره 3 صفحات 0-0 برگشت به فهرست نسخه ها
استفاده از ابرخازن در ریزشبکه AC به منظور بهبود پایداری فرکانسی و افزایش طول عمر باتری‌ها
محمد روحی نژاد1 ، سید یوسف موسی زاده موسوی*1 ، محمد رضانژاد1
1- گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی و فناوری، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
چکیده:   (20 مشاهده)

چکیده: در سیستم‌های قدرت مدرن، میزان استفاده از منابع تولیدی ناشی از انرژی‌های تجدیدپذیر افزایش یافته است. با توجه به ماهیت تصادفی این منابع و به منظور حفظ پایداری در ریزشبکه‌های جزیره‌ای، استفاده از سیستم‌های ذخیره‌ساز ضروری شده است. باتری‌ها به عنوان پرکاربردترین ذخیره‌ساز در مقیاس‌های مختلف مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند، اما با دو مشکل عمده مواجه هستند: نخست دینامیک کند و دوم طول عمر محدود. به این منظور و با هدف بهبود نرخ تغییرات فرکانس ریزشبکه‌ها و افزایش طول عمر باتری‌ها، این مقاله یک روش کنترل فرکانس مبتنی بر سیستم ذخیره‌ساز ترکیبی متشکل از باتری و ابرخازن ارائه می‌کند. ابرخازن‌ها برخلاف باتری‌ها دارای دینامیک بسیار سریعی بوده و به سرعت نسبت به تغییرات فرکانس واکنش نشان می‌دهند. همچنین در مواجهه با بارهای ضربه‌ای، قابلیت تزریق توان قابل توجهی به شبکه دارند و از ناپایداری سیستم جلوگیری می‌کنند. کارآیی روش پیشنهادی در حضور ذخیره‌ساز ترکیبی بر روی یک ریزشبکه جزیره‌ای مورد بررسی قرار گرفته و با حالتی که سیستم ذخیره‌ساز تنها شامل باتری باشد، مقایسه شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که حضور ابرخازن موجب بهبود حدود 90٪ در مقدار پیک و RMS تغییرات فرکانس می‌شود.
 

واژه‌های کلیدی: ریزشبکه جدا از شبکه، کنترل فرکانس، پایداری فرکانسی، انرژی تجدیدپذیر، سیستم ذخیره‌ساز هیبریدی، ابرخازن، کنترل‌کننده PID
     
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: برق و کامپیوتر
دریافت: 1403/10/23 | پذیرش: 1404/6/31 | انتشار: 1404/7/16
فهرست منابع
1. Abbey, C., & Joos, G. (2007). Supercapacitor energy storage for wind energy applications. IEEE transactions on Industry applications, 43(3), 769-776. [DOI:10.1109/TIA.2007.895768]
2. Ali, H., Magdy, G., Li, B., Shabib, G., Elbaset, A. A., Xu, D., & Mitani, Y. (2019). A new frequency control strategy in an islanded microgrid using virtual inertia control-based coefficient diagram method. IEEE access, 7, 16979-16990. [DOI:10.1109/ACCESS.2019.2894840]
3. Bennett, S. (1993). Development of the PID controller. IEEE Control Systems Magazine, 13(6), 58-62. [DOI:10.1109/37.248006]
4. Borase, R. P., Maghade, D., Sondkar, S., & Pawar, S. (2021). A review of PID control, tuning methods and applications. International Journal of Dynamics and Control, 9(2), 818-827. [DOI:10.1007/s40435-020-00665-4]
5. Bošković, M. Č., Šekara, T. B., & Rapaić, M. R. (2021). An Analytical Design Method of PI/PID Load Frequency Controllers for Single-Area Power System with Communication Network Time Delay. 2021 20th International Symposium INFOTEH-JAHORINA (INFOTEH), [DOI:10.1109/INFOTEH51037.2021.9400703]
6. Dissanayake, K., & Kularatna-Abeywardana, D. (2024). A review of supercapacitors: Materials, technology, challenges, and renewable energy applications. Journal of Energy Storage, 96, 112563. [DOI:10.1016/j.est.2024.112563]
7. Farrokhabadi, M., König, S., Cañizares, C. A., Bhattacharya, K., & Leibfried, T. (2017). Battery energy storage system models for microgrid stability analysis and dynamic simulation. IEEE Transactions on Power Systems, 33(2), 2301-2312. [DOI:10.1109/TPWRS.2017.2740163]
8. Fini, M. H., & Golshan, M. E. H. (2018). Determining optimal virtual inertia and frequency control parameters to preserve the frequency stability in islanded microgrids with high penetration of renewables. Electric Power Systems Research, 154, 13-22. [DOI:10.1016/j.epsr.2017.08.007]
9. Gholamrezaie, V., Dozein, M. G., Monsef, H., & Wu, B. (2017). An optimal frequency control method through a dynamic load frequency control (LFC) model incorporating wind farm. IEEE Systems Journal, 12(1), 392-401. [DOI:10.1109/JSYST.2016.2563979]
10. Gopi, P., Alluraiah, N. C., Kumar, P. H., Bajaj, M., Blazek, V., & Prokop, L. (2024). Improving load frequency controller tuning with rat swarm optimization and porpoising feature detection for enhanced power system stability. Scientific Reports, 14(1), 15209. [DOI:10.1038/s41598-024-66007-y]
11. Hote, Y. V., & Jain, S. (2018). PID controller design for load frequency control: Past, Present and future challenges. IFAC-PapersOnLine, 51(4), 604-609. [DOI:10.1016/j.ifacol.2018.06.162]
12. Jan, M. U., Xin, A., Rehman, H. U., Abdelbaky, M. A., Iqbal, S., & Aurangzeb, M. (2021). Frequency regulation of an isolated microgrid with electric vehicles and energy storage system integration using adaptive and model predictive controllers. IEEE access, 9, 14958-14970. [DOI:10.1109/ACCESS.2021.3052797]
13. Javadi, M., Gong, Y., & Chung, C. (2021). Frequency stability constrained microgrid scheduling considering seamless islanding. IEEE Transactions on Power Systems, 37(1), 306-316. [DOI:10.1109/TPWRS.2021.3086844]
14. Kazemi, M. V., Sadati, S. J., & Gholamian, S. A. (2021). Adaptive frequency control of microgrid based on fractional order control and a data-driven control with stability analysis. IEEE Transactions on Smart Grid, 13(1), 381-392. [DOI:10.1109/TSG.2021.3109627]
15. Khamies, M., Magdy, G., Selim, A., & Kamel, S. (2022). An improved Rao algorithm for frequency stability enhancement of nonlinear power system interconnected by AC/DC links with high renewables penetration. Neural computing and applications, 34(4), 2883-2911. [DOI:10.1007/s00521-021-06545-y]
16. Khokhar, B., & Parmar, K. S. (2022). A novel adaptive intelligent MPC scheme for frequency stabilization of a microgrid considering SoC control of EVs. Applied Energy, 309, 118423. [DOI:10.1016/j.apenergy.2021.118423]
17. Kularatna, N., & Jayananda, D. (2020). Supercapacitor-based long time-constant circuits: A unique design opportunity for new power electronic circuit topologies. IEEE Industrial Electronics Magazine, 14(2), 40-56. [DOI:10.1109/MIE.2019.2959199]
18. Mensah-Darkwa, K., Zequine, C., Kahol, P. K., & Gupta, R. K. (2019). Supercapacitor energy storage device using biowastes: A sustainable approach to green energy. Sustainability, 11(2), 414. [DOI:10.3390/su11020414]
19. Oshnoei, S., Aghamohammadi, M. R., Oshnoei, S., Sahoo, S., Fathollahi, A., & Khooban, M. H. (2023). A novel virtual inertia control strategy for frequency regulation of islanded microgrid using two-layer multiple model predictive control. Applied Energy, 343, 121233. [DOI:10.1016/j.apenergy.2023.121233]
20. Parhizi, S., Lotfi, H., Khodaei, A., & Bahramirad, S. (2015). State of the art in research on microgrids: A review. IEEE access, 3, 890-925. [DOI:10.1109/ACCESS.2015.2443119]
21. Sahay, K., & Dwivedi, B. (2009). Supercapacitors energy storage system for power quality improvement: An overview. J. Energy Sources, 10(10), 1-8.
22. Sati, S. E., Al-Durra, A., Zeineldin, H., EL-Fouly, T. H., & El-Saadany, E. F. (2024). A novel virtual inertia-based damping stabilizer for frequency control enhancement for islanded microgrid. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 155, 109580. [DOI:10.1016/j.ijepes.2023.109580]
23. Xiong, L., Huang, S., Zhou, Y., Li, P., Wang, Z., Khan, M. W., Wang, J., Niu, T., & Ma, M. (2022). Voltage and frequency regulation with WT-PV-BESS in remote weak grids via fixed-time containment control. IEEE Transactions on Power Systems, 38(3), 2719-2735. Yang, F., Huang, D., Li, D., Lin, S., Muyeen, S., & Zhai, H. (2022). Data-driven load frequency control based on multi-agent reinforcement learning with attention mechanism. IEEE Transactions on Power Systems, 38(6), 5560-5569. https://doi.org/10.1109/TPWRS.2022.3223255 [DOI:10.1109/TPWRS.2022.3190847]
24. Zaid, S. A., Bakeer, A., Magdy, G., Albalawi, H., Kassem, A. M., El-Shimy, M. E., AbdelMeguid, H., & Manqarah, B. (2023). A new intelligent fractional-order load frequency control for interconnected modern power systems with virtual inertia control. Fractal and Fractional, 7(1), 62. [DOI:10.3390/fractalfract7010062]
25. Zhao, B., Zhang, X., Chen, J., Wang, C., & Guo, L. (2013). Operation optimization of standalone microgrids considering lifetime characteristics of battery energy storage system. IEEE transactions on sustainable energy, 4(4), 934-943. [DOI:10.1109/TSTE.2013.2248400]


XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Rouhinezhad M, Mousazadeh Mousavi S Y, Rezanejad M. Using Supercapacitors in AC Microgrids to Improve Frequency Stability and Extend Battery Life Cycle. ieijqp 2025; 14 (3)
URL: http://ieijqp.ir/article-1-1023-fa.html

روحی نژاد محمد، موسی زاده موسوی سید یوسف، رضانژاد محمد. استفاده از ابرخازن در ریزشبکه AC به منظور بهبود پایداری فرکانسی و افزایش طول عمر باتری‌ها. نشریه کیفیت و بهره وری صنعت برق ایران. 1404; 14 (3)

URL: http://ieijqp.ir/article-1-1023-fa.html



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 14، شماره 3 - ( 7-1404 ) برگشت به فهرست نسخه ها
نشریه علمی- پژوهشی کیفیت و بهره وری صنعت برق ایران Iranian Electric Industry Journal of Quality and Productivity
Persian site map - English site map - Created in 0.06 seconds with 40 queries by YEKTAWEB 4722