বিমূর্ত
বড় আকারের ফটোভোলটাইক সিস্টেমগুলি অনেক স্থানীয় পাওয়ার গ্রিডে বিতরণ করা নবায়নযোগ্য শক্তির একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। এই মাইক্রোগ্রিডগুলি পরিচালনা করা, বিশেষত কীভাবে তারা প্রধান গ্রিডের সাথে যোগাযোগ করে, এটি একটি সহজ কাজ নয়। এই পুনর্নবীকরণযোগ্য সম্পদের উপর সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন। এই নিবন্ধটি মাইক্রোগ্রিডে ব্যবহৃত ডিসি-ডিসি রূপান্তরকারীর প্রকারের সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেয় এবং একটি নতুন শ্রেণিবিন্যাস পদ্ধতির প্রস্তাব করে। এই নিবন্ধটি DC মাইক্রোগ্রিডগুলিতে DC-DC রূপান্তরকারীগুলির নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তির পরিচয় দেয় এবং এই নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিগুলির সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি নিয়ে আলোচনা করে।
বিদ্যুৎ ব্যবস্থায় বিতরণকৃত নবায়নযোগ্য শক্তির ক্রমবর্ধমান অনুপাতের সাথে, এই বিদ্যুতের ব্যবস্থাপনা একটি প্রধান সমস্যা হয়ে দাঁড়িয়েছে। এই নিবন্ধটি শক্তি ব্যবস্থাপনার বিভিন্ন পদ্ধতির পরিচয় দেয়। অবশেষে, সৌর শক্তি, বায়ু টারবাইন এবং ব্যাটারি সহ একটি ডিসি মাইক্রোগ্রিড সিস্টেম MATLAB/Simulink সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে সিমুলেট করা হয়েছিল এবং এর কার্যকারিতা বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।
সহজ কথায়, এই নিবন্ধটি কীভাবে পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি ব্যবহার করে এমন মাইক্রোগ্রিডগুলিকে আরও ভালভাবে নিয়ন্ত্রণ এবং পরিচালনা করা যায় এবং এটি কতটা কার্যকর তা দেখতে এই জাতীয় সিস্টেমকে অনুকরণ করতে সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে।
1. ভূমিকা
মাইক্রোগ্রিডগুলি ট্রান্সমিশন ক্ষয়ক্ষতি কমাতে পারে এবং ফোটোভোলটাইকস এবং মাইক্রো টারবাইনের মতো প্রযুক্তি সহ শক্তির সংকট মোকাবেলা করতে পারে, যার জন্য গ্রিডের সাথে সংযোগ করার জন্য পাওয়ার ইলেকট্রনিক রূপান্তরকারী প্রয়োজন। একটি পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি ভিত্তিক ডিসি মাইক্রোগ্রিডে রয়েছে ডিসি বাসবার, ফটোভোলটাইক প্যানেল, উইন্ড টারবাইন, পাওয়ার ইলেকট্রনিক কনভার্টার, হাইব্রিড এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম এবং ডিসি লোড। এটিতে একাধিক ভোল্টেজ স্তর এবং উচ্চ দক্ষতার সুবিধা রয়েছে এবং ডিসি সিস্টেমটি শক্তির উত্স, নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থাপনা এবং লোড অভিযোজনের ক্ষেত্রে আকর্ষণীয়। যাইহোক, ডিসি মাইক্রোগ্রিডগুলি ক্রমাগত পাওয়ার লোড এবং পালস পাওয়ার লোডের মতো চ্যালেঞ্জগুলির মুখোমুখি হয়, শক্তি সঞ্চালন উন্নত করতে, বিদ্যুৎ সরবরাহ নিশ্চিত করতে এবং অর্থনৈতিক অপারেশন অর্জনের জন্য উন্নত নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতির প্রয়োজন হয়।
চিত্র 1. মাইক্রোগ্রিডের বিভিন্ন শ্রেণীবিভাগ।
চিত্র 2. সাধারণ ডিসি মাইক্রোগ্রিড।
চিত্র 3. সাধারণ এসি মাইক্রোগ্রিড।
চিত্র 4. হাইব্রিড মাইক্রোগ্রিড।
চিত্র 5. গত এক দশকে ডিসি মাইক্রোগ্রিডে প্রকাশিত কাগজপত্রের বার্ষিক শতাংশ।
এই নিবন্ধটির কাঠামো এবং বিষয়বস্তু বিন্যাস:এই নিবন্ধটি DC মাইক্রোগ্রিডে DC-DC রূপান্তরকারীদের টপোলজি এবং নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিগুলি ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করে একটি নতুন শ্রেণিবিন্যাস প্রস্তাব করবে। নিম্নলিখিত বিষয়বস্তু অন্তর্ভুক্ত: বিভাগ 2 এ DC মাইক্রোগ্রিডের বর্ণনা নিয়ে আলোচনা করা; অনুচ্ছেদ 3 মাইক্রোগ্রিডে উপলব্ধ রূপান্তরকারী কাঠামোর ধরন সম্পর্কে বিস্তারিত বর্ণনা করে; বিভাগ 4 ডিসি মাইক্রোগ্রিডে ডিসি-ডিসি কনভার্টারগুলির জন্য নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিগুলির একটি ওভারভিউ প্রদান করে; বিভাগ 5 ডিসি মাইক্রোগ্রিডের জন্য পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট পদ্ধতি প্রবর্তন করে; অনুচ্ছেদ 6 মাইক্রোগ্রিড অ্যাপ্লিকেশনের জন্য DC-DC রূপান্তরকারীদের ক্ষেত্রে হার্ডওয়্যার উন্নয়ন উপস্থাপন করে; বিভাগ 7 সাধারণ ডিসি মাইক্রোগ্রিডের সিমুলেশন এবং বিশ্লেষণ উপস্থাপন করে; ধারা 8 উপসংহার উপস্থাপন করে।
2. ডিসি মাইক্রোগ্রিডের সাথে সম্পর্কিত বৈশিষ্ট্য
ডিসি মাইক্রোগ্রিডের সুবিধা এবং প্রয়োগের পরিস্থিতি:পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স প্রযুক্তির বিকাশের সাথে, ডিসি মাইক্রোগ্রিডগুলি তাদের উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা এবং দক্ষতার কারণে মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। ডিসি মাইক্রোগ্রিড আবাসিক অ্যাপ্লিকেশন, বৈদ্যুতিক গাড়ির চার্জিং স্টেশন, ডেটা সেন্টার এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে বেশি পছন্দের। ইতিমধ্যে, ডিসি বৈদ্যুতিক লোডের ক্রমবর্ধমান চাহিদা ডিসি পাওয়ার উত্সের উপর ভিত্তি করে বিদ্যুৎ উৎপাদনের গবেষণাকে বেশ আকর্ষণীয় করে তুলেছে।
ডিসি মাইক্রোগ্রিডের অপারেশন মোড:ডিসি মাইক্রোগ্রিডের দুটি অপারেশন মোড রয়েছে: গ্রিড সংযুক্ত এবং স্বাধীন। গ্রিডের সাথে সংযুক্ত হলে, মাইক্রোগ্রিডটি ডিসি বাসের সাথে সংযুক্ত থাকে যাতে শক্তির পরিপূরক হয়; স্বাধীনভাবে কাজ করার সময়, প্রধান পাওয়ার গ্রিডের সাথে সিঙ্ক্রোনাইজ করার প্রয়োজন নেই। উভয় মোডে, বিভিন্ন পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উত্স এবং ব্যাটারি এবং সুপারক্যাপাসিটর সহ শক্তি সঞ্চয় করার সিস্টেমগুলি মাইক্রোগ্রিডের সাথে সংযুক্ত থাকে।
ডিসি মাইক্রোগ্রিডে এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমের ভূমিকা:ব্যাটারির উচ্চ শক্তির ঘনত্ব থাকে এবং তাদের কন্ট্রোলারগুলি স্থির-স্থিতি শক্তি উৎপন্ন বা শোষণ করতে ব্যবহৃত হয়; সুপারক্যাপাসিটরগুলির উচ্চ শক্তির ঘনত্ব রয়েছে এবং তাদের নিয়ামকগুলি ক্ষণস্থায়ী শক্তি উৎপন্ন বা শোষণ করতে ব্যবহৃত হয়। বিদ্যুতের ভারসাম্য এবং স্থিতিশীল অপারেশন বজায় রাখার জন্য দুটি মাইক্রোগ্রিডে একসাথে কাজ করে।
ডিসি মাইক্রোগ্রিডের সংযোগ ও নিয়ন্ত্রণ নিয়ে গবেষণা:ডিসি লিঙ্ক ব্যবহার করে ডিস্ট্রিবিউশন নেটওয়ার্ক এবং এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম পাওয়ার ইলেকট্রনিক কনভার্টারগুলির মাধ্যমে আন্তঃসংযুক্ত। ডিসি মাইক্রোগ্রিডগুলির সুরক্ষা সমস্যা এবং সমাধানগুলির উপর প্রাসঙ্গিক গবেষণা হয়েছে। উপরন্তু, নিবন্ধটি ডিসি মাইক্রোগ্রিডের স্থানীয় নিয়ন্ত্রণের একটি সংক্ষিপ্ত ওভারভিউ প্রদান করে এবং ডিসি মাইক্রোগ্রিডের এনার্জি স্টোরেজ ইউনিটের সাথে সামগ্রিক আর্কিটেকচার উপস্থাপন করে।
3. ডিসি মাইক্রোগ্রিডে ডিসি-ডিসি কনভার্টারগুলির টপোলজি
ডিসি-ডিসি রূপান্তরকারীদের শ্রেণীবিভাগ এবং সাধারণ টপোলজি:ডিসি-ডিসি রূপান্তরকারীগুলিকে অ-বিচ্ছিন্ন এবং বিচ্ছিন্ন প্রকারে ভাগ করা যায়। DC মাইক্রোগ্রিডগুলিতে, বুস্ট, বক বুস্ট এবং বক কনভার্টারগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যার প্রত্যেকটির নিজস্ব স্বতন্ত্র টপোলজি রয়েছে (চিত্র 6-এ দেখানো হয়েছে), বিভিন্ন ভোল্টেজ রূপান্তরের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে। দ্বিমুখী বিচ্ছিন্ন ডিসি-ডিসি রূপান্তরকারীগুলি সাধারণত ডিসি সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে দ্বিমুখী শক্তি প্রবাহ এবং উচ্চ শক্তি ঘনত্বের জন্য তাদের সমর্থনের কারণে দ্বৈত সক্রিয় সেতু (ডিএবি) ডিসি-ডিসি রূপান্তরকারী একটি উপযুক্ত পছন্দ (এর পরিকল্পিত চিত্রের জন্য চিত্র 7 দেখুন) , এবং সিরিজ রেজোন্যান্ট কনভার্টার (SRC) এর টপোলজিও অনেক গবেষকের দৃষ্টি আকর্ষণ করেছে।
চিত্র 6. DC-DC কনভার্টার টপোলজি, (A) বুস্ট, (B) বুস্ট, (C) বক বুস্ট।
চিত্র 7. DAB কনভার্টারের স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম।
মাল্টি পোর্ট ডিসি-ডিসি কনভার্টারগুলির বিকাশ এবং প্রয়োগ:কনভার্টার ব্যবহারের কারণে উচ্চ খরচ এবং সিস্টেম লসের সমস্যা সমাধানের জন্য, মাল্টি পোর্ট ডিসি-ডিসি কনভার্টার আবির্ভূত হয়েছে। এটি সাধারণত মাইক্রোগ্রিডে একাধিক ডিসি নেটওয়ার্ক সংযোগ করতে ব্যবহৃত হয়, যেমন নিবন্ধে উল্লিখিত বিভিন্ন টপোলজি (চিত্র 8), যা নমনীয়ভাবে বিভিন্ন ডিসি লোড এবং পাওয়ার উত্সগুলিকে সংযুক্ত করতে পারে এবং ডিসি লিঙ্কগুলি নিয়ন্ত্রণ করতে পারে; এছাড়াও বিচ্ছিন্ন দ্বি-পর্যায়ের তিন পোর্ট কনভার্টার টপোলজি, ইত্যাদি রয়েছে। এই মাল্টি পোর্ট কনভার্টারগুলি একাধিক শক্তির উত্স (শক্তি সঞ্চয়স্থান সহ) একীভূত করার জন্য উপযুক্ত এবং বক বুস্ট কনভার্টারগুলির তুলনায় উচ্চ ভোল্টেজ অনুপাত রয়েছে। ডিসি মাইক্রোগ্রিডগুলিতে তাদের বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে, যেমন সুপারক্যাপাসিটর ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করা, ব্যাটারি এবং সুপারক্যাপাসিটরগুলির মধ্যে শক্তি পরিচালনা করা, ব্যাটারি চার্জ করা, হাইব্রিড শক্তি স্টোরেজ সিস্টেম একীকরণ বাস্তবায়ন করা এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উত্সগুলির মধ্যে শক্তি প্রবাহের ভারসাম্য বজায় রাখা। ডিসি মাইক্রোগ্রিডে ব্যবহৃত রূপান্তরকারীগুলি সাধারণত দুটি বিভাগে বিভক্ত: বিচ্ছিন্ন এবং অ-বিচ্ছিন্ন (শ্রেণীবিভাগের জন্য চিত্র 9 দেখুন)।
চিত্র 8. একটি মাল্টি পোর্ট কনভার্টারের স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম।
চিত্র 9. ডিসি মাইক্রোগ্রিডে ব্যবহৃত ডিসি-ডিসি কনভার্টার টপোলজির শ্রেণীবিভাগ।
4. ডিসি মাইক্রোগ্রিডে ডিসি-ডিসি কনভার্টারের নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি
নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতির গুরুত্ব এবং সামগ্রিক শ্রেণীবিভাগ:ডিসি মাইক্রোগ্রিডের নিয়ন্ত্রণ গবেষকদের উদ্বেগের প্রধান বিষয়গুলির মধ্যে একটি। সামগ্রিক নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিগুলিকে কেন্দ্রীভূত নিয়ন্ত্রণ এবং বিতরণ নিয়ন্ত্রণে বিভক্ত করা যেতে পারে। কেন্দ্রীভূত নিয়ন্ত্রণ সীমিত ডেটা সংগ্রহ সহ ছোট স্থানীয় মাইক্রোগ্রিডগুলির জন্য উপযুক্ত (এর নিয়ন্ত্রণ প্রকল্পের জন্য চিত্র 10 দেখুন), যখন বিতরণ করা নিয়ন্ত্রণের জন্য কেন্দ্রীয় নিয়ন্ত্রকের প্রয়োজন হয় না (চিত্র 11 দেখুন)।
চিত্র 10. কেন্দ্রীভূত নিয়ন্ত্রণের ব্লক ডায়াগ্রাম।
চিত্র 11. বিতরণ করা নিয়ন্ত্রণের ব্লক ডায়াগ্রাম।
অরৈখিক নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তির ধরন এবং বৈশিষ্ট্য:অরৈখিক নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তির মধ্যে রয়েছে মডেল ভবিষ্যদ্বাণীমূলক নিয়ন্ত্রণ (MPC), স্লাইডিং মোড নিয়ন্ত্রণ (SMC), অভিযোজিত নিয়ন্ত্রণ এবং বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, অনেক গবেষণায় ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমের (BESS) দ্বিমুখী রূপান্তরকারী নিয়ন্ত্রণ এবং মাইক্রোগ্রিডের পাওয়ার ব্যালেন্সিং-এ MPC-এর কর্মক্ষমতার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হয়েছে। MPC-তে, কনভার্টারের সর্বোত্তম স্যুইচিং মোড আরও ভাল কর্মক্ষমতা অর্জনের জন্য খরচ ফাংশন দ্বারা নির্ধারিত হয় (এর নিয়ন্ত্রণ প্রকল্পের জন্য চিত্র 12 দেখুন); SMC কন্ট্রোলে, জেনারেট কন্ট্রোল ইনপুট সরাসরি পাওয়ার ইলেকট্রনিক কনভার্টার সুইচের উপর কাজ করে, দ্রুত প্রতিক্রিয়া সহ (চিত্র 13 দেখুন); অভিযোজিত নিয়ন্ত্রণ এমন পরিস্থিতিতে উপযুক্ত যেখানে DC-DC কনভার্টারগুলির লোড এবং ইনপুট উত্স পরিবর্তিত হয় এবং নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতির দৃঢ়তা উন্নত করতে পারে (চিত্র 14 দেখুন)। এছাড়াও, ফটোভোলটাইক সিস্টেমের উপর ভিত্তি করে মাইক্রোগ্রিড পাওয়ার ম্যানেজমেন্টের জন্য একটি নতুন নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি প্রস্তাব করা হয়েছে, যা প্রতিটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার শক্তি নিয়ন্ত্রণ করতে একটি ফাজি লজিক কন্ট্রোলার (এফএলসি) ব্যবহার করে (চিত্র 15 দেখুন)।
চিত্র 12. MPC কন্ট্রোলারের ব্লক ডায়াগ্রাম।
চিত্র 13. SMC কন্ট্রোলারের ব্লক ডায়াগ্রাম।
চিত্র 14. অভিযোজিত নিয়ন্ত্রণের ব্লক ডায়াগ্রাম।
চিত্র 15. ডিসি মাইক্রোগ্রিডে কনভার্টারের নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি।
5. ডিসি মাইক্রোগ্রিডের জন্য পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট কৌশল
শক্তি ব্যবস্থাপনার গুরুত্ব ও চ্যালেঞ্জ:ডিসি মাইক্রোগ্রিডগুলি প্রত্যন্ত অঞ্চলে শক্তি সরবরাহের জন্য একটি উপযুক্ত পছন্দ প্রদান করে, তাই তাদের শক্তি ব্যবস্থাপনা পদ্ধতিগুলি অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। মাইক্রোগ্রিড পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট অনেক চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হয়, যেমন বিকিরণ পরিবর্তনের সাথে ফটোভোলটাইক সিস্টেম আউটপুট পাওয়ারের ওঠানামা। নির্ভরযোগ্য এবং উচ্চ-মানের শক্তি সরবরাহ নিশ্চিত করতে পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম ডিজাইন করার সময় এই বিষয়গুলি বিবেচনা করা প্রয়োজন। পাওয়ার গ্রিড থেকে মুক্ত মাইক্রোগ্রিডে, পাওয়ার ভারসাম্য অর্জনের জন্য ফটোভোলটাইক সিস্টেম, ব্যাটারি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম (BESS) এবং অন্যান্য ইউনিটগুলির অপারেশন সমন্বয় করাও প্রয়োজন।
বিভিন্ন পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম এবং অ্যালগরিদমের উদাহরণ:মাইক্রোগ্রিডগুলির জন্য একটি ব্যাটারি এনার্জি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (BEMS), ফটোভোলটাইক এবং ডিজেল জেনারেটরগুলি প্রধান শক্তির উত্স হিসাবে, ডিজেল জেনারেটরের কাজের সময় কমাতে পারে, ফটোভোলটাইক পাওয়ার ওঠানামা কমাতে পারে, বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য সহ বিভিন্ন ধরণের ব্যাটারী পরিচালনা করতে পারে এবং ব্যাটারির আয়ু বাড়াতে পারে। একটি পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট অ্যালগরিদম ফোটোভোলটাইক এবং BESS সিস্টেমের শক্তির ভারসাম্য বজায় রাখতে ব্যবহৃত হয়, যখন BESS সিস্টেমের স্টেট অফ চার্জ (SoC) সীমাবদ্ধতা বিবেচনা করে। ব্যাটারি ডিসচার্জের সময়, একটি দ্বিমুখী রূপান্তরকারী DC বাস ভোল্টেজকে সামঞ্জস্য করে এবং কিছু ক্ষেত্রে, পাওয়ার ইলেকট্রনিক রূপান্তরকারীকে সিস্টেমটিকে সর্বাধিক পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিং (MPPT) মোডে কাজ করতে সহায়তা করতে হবে (এর সিস্টেম অপারেটিং মোডের জন্য চিত্র 17 দেখুন)। মাইক্রোগ্রিডগুলির জন্য একটি বুদ্ধিমান গতিশীল শক্তি পরিচালন ব্যবস্থা, হাইব্রিড ফটোভোলটাইক/ব্যাটারি সিস্টেমগুলির জন্য একটি শক্তি ব্যবস্থাপনা পদ্ধতি এবং ডিসি মাইক্রোগ্রিডগুলির শক্তি প্রবাহ নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট কৌশল (PMS) প্রস্তাব করা হয়েছে। নিবন্ধটি ডিসি মাইক্রোগ্রিড পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট সিস্টেমের বিভিন্ন অপারেটিং মোডও উপস্থাপন করে (চিত্র 16 দেখুন), ফটোভোলটাইক সিস্টেমের সীমিত পাওয়ার মোড (LPM) এবং MPPT মোড সহ, যা ব্যাটারি SoC দ্বারা নির্ধারিত হয় (যেমন ফ্লোচার্টে চিত্রিত করা হয়েছে) চিত্র 17)।
চিত্র 16. পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট কৌশলের ফ্লো চার্ট।
চিত্র 17. মাইক্রোগ্রিড (A) ব্যাটারি এবং (B) ফটোভোলটাইক উপাদানগুলির জন্য পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট অ্যালগরিদম
6. ডিসি মাইক্রোগ্রিডের হার্ডওয়্যার উন্নয়ন এবং সিমুলেশন যাচাইকরণ
লুপ সিমুলেশনে হার্ডওয়্যারের প্রয়োগ:সিমুলেশন এনভায়রনমেন্টের সাথে ফিজিক্যাল সিস্টেমকে সংযুক্ত করা একটি নতুন বিষয়। মাইক্রোগ্রিড গবেষণায়, বিভিন্ন নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি এবং টপোলজি কাঠামোর সিমুলেশন ফলাফল যাচাই করার জন্য হার্ডওয়্যার তুলনা প্রয়োজন। হার্ডওয়্যার ইন লুপ (এইচআইএল) সিমুলেশনের মাধ্যমে, একটি DC-DC রূপান্তরকারী মাইক্রোগ্রিডকে জ্বালানী কোষের সাথে সংযুক্ত করতে ব্যবহৃত হয়েছিল, যা সিমুলেশন পরিবেশ এবং শারীরিক জ্বালানী কোষ সিস্টেমের মধ্যে দ্বিমুখী যোগাযোগ অর্জন করে। HIL সিমুলেশনে একটি DC-DC রূপান্তরকারী এবং একটি মাইক্রোগ্রিড থাকে (চিত্র 18 দেখুন)।
চিত্র 18. হার্ডওয়্যার সিমুলেশন DC/DC রূপান্তরকারী এবং মাইক্রোগ্রিডে পরিচালিত হয়েছিল।
DC-DC রূপান্তরকারীদের জন্য হার্ডওয়্যার বাস্তবায়ন ডিভাইসের উদাহরণ:নিবন্ধের সারণী 1 ডিসি-ডিসি রূপান্তরকারীদের হার্ডওয়্যার অংশ বাস্তবায়নের জন্য বৈজ্ঞানিক সাহিত্য থেকে প্রাপ্ত বেশ কয়েকটি ডিভাইস সংগ্রহ করে। এই ডিভাইসগুলি মাইক্রোগ্রিডে ডিসি-ডিসি কনভার্টারগুলির হার্ডওয়্যার বিকাশের জন্য রেফারেন্স প্রদান করে এবং ডিসি মাইক্রোগ্রিড প্রযুক্তির আরও গবেষণা ও অনুশীলনে সহায়তা করে।
সারণী 1. ডিসি-ডিসি কনভার্টারগুলির হার্ডওয়্যার অংশ বাস্তবায়নের জন্য ব্যবহৃত ডিভাইসগুলি।
7. ডিসি মাইক্রোগ্রিড সিস্টেমে সিমুলেশন গবেষণা
সিমুলেশন সিস্টেম কম্পোজিশন এবং প্যারামিটার সেটিংস:MATLAB সফ্টওয়্যারটি একটি DC মাইক্রোগ্রিড সিস্টেমকে অনুকরণ করতে ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে একটি ফটোভোলটাইক সিস্টেম, স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটর (PMSG), একটি ব্যাটারি, ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি DC-DC দ্বিমুখী রূপান্তরকারী এবং সর্বাধিক পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিং (MPPT) সহ একটি বায়ু টারবাইন অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। ) বায়ু টারবাইন এবং সৌর প্যানেল জন্য সিস্টেম. কাঠামোটি চিত্র 19-এ দেখানো হয়েছে। ফটোভোলটাইক সিস্টেমে সিরিজে সংযুক্ত 22টি সোলার প্যানেল রয়েছে, প্রতিটি প্যানেলের জন্য সর্বাধিক পাওয়ার পয়েন্ট ভোল্টেজ এবং কারেন্ট 30.3V এবং 7.10A সহ। ডিসি মাইক্রোগ্রিড আউটপুট প্রতিরোধী লোড ব্যবহার করে, এবং সিস্টেম এবং এর উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলি সারণি 2 এ তালিকাভুক্ত করা হয়েছে।
চিত্র 19. অধ্যয়নকৃত ডিসি মাইক্রোগ্রিডের ব্লক ডায়াগ্রাম।
সারণী 2. ডিসি মাইক্রোগ্রিড সিমুলেশনে ব্যবহৃত পরামিতি।
সিমুলেশন ফলাফল প্রদর্শন এবং বিশ্লেষণ:সিস্টেমটি MATLAB/Simulink পরিবেশ ব্যবহার করে সিমুলেট করা হয়েছিল, এবং সামগ্রিক ডিসি মাইক্রোগ্রিডের একটি পরিকল্পিত চিত্র প্রদান করা হয়েছিল (চিত্র 20 দেখুন)। ফটোভোলটাইক, ব্যাটারি এবং উইন্ড টারবাইনের আউটপুট বক্ররেখা দেখানো হয়েছে (চিত্র 21 দেখুন), সেইসাথে বিভিন্ন বাতাসের গতিতে উইন্ড টারবাইনের আউটপুট পাওয়ার কার্ভ (একক মান দ্বারা উপস্থাপিত) (চিত্র 22 দেখুন), ভোল্টেজ বক্ররেখা রেটেড এবং ডিসচার্জ এলাকায় ব্যাটারি (চিত্র 23 দেখুন), এবং এর ভোল্টেজ এবং বর্তমান বক্ররেখা সিস্টেম আউটপুট লোড (চিত্র 24 দেখুন)। সিমুলেশনে, উইন্ড টারবাইন সিস্টেম 12মি/সেকেন্ডের একটি ধ্রুবক গতিতে কাজ করে, রেট করা বাতাসের গতিতে 8 কিলোওয়াট শক্তি উৎপাদন করে, এবং ফটোভোলটাইক সিস্টেমের 4.6 কিলোওয়াট রেট করা শক্তি রয়েছে। ব্যাটারি বিভাগে ব্যবহৃত দ্বিমুখী রূপান্তরকারী চার্জিং এবং ডিসচার্জিং ফাংশন অর্জন করতে পারে। এই সিমুলেশন ফলাফলগুলি ডিসি মাইক্রোগ্রিড সিস্টেমের কর্মক্ষমতা বিশ্লেষণ এবং মূল্যায়ন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
চিত্র 20. ম্যাটল্যাব/সিমুলেশন লিঙ্ক ব্যবহার করে ডিসি মাইক্রোগ্রিডের সিমুলেশন মডেল।
চিত্র 21. সিমুলেশন ফলাফলগুলি দেখায় যে (A) Vpv, (B) Ipv, (C) Ppv, (D) বায়ু টারবাইন টর্ক Te, Tm, (E) বাতাসের গতি, (F) DC বাস ভোল্টেজ এবং (G) রিচার্জেবল ব্যাটারির চার্জ অবস্থা (SOC)।
চিত্র 22. সিমুলেশন ফলাফল বিভিন্ন টারবাইন গতিতে (pu) টারবাইন আউটপুট শক্তি (pu) দেখায়।
চিত্র 23. সিমুলেশন ফলাফল নির্দেশ করে যে ব্যাটারি ভোল্টেজ স্বাভাবিকভাবে ডিসচার্জ মোডে কাজ করতে পারে।
চিত্র 24. সিমুলেশন ফলাফলগুলি দেখায় যে ডিসি মাইক্রোগ্রিডের আউটপুট লোড (A) ভোল্টেজ এবং ডিসি মাইক্রোগ্রিডের আউটপুট লোড (B) কারেন্ট।
8. সারাংশ
এই নিবন্ধটি ডিসি মাইক্রোগ্রিডে ডিসি-ডিসি কনভার্টারগুলির টপোলজি, নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি এবং বিভিন্ন পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম কৌশলগুলিকে ব্যাপকভাবে অন্বেষণ করে, পাশাপাশি মাইক্রোগ্রিডে ডিসি-ডিসি কনভার্টারগুলিতে ব্যবহৃত হার্ডওয়্যার অধ্যয়ন করে।
মাইক্রোগ্রিডের বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োজনীয়তা:মাইক্রোগ্রিডগুলির জটিলতা তাদের ডিজিটাল অটোমেশন এবং বুদ্ধিমান ব্যবস্থাপনার প্রয়োজনীয়তাকে প্রথাগত গ্রিডগুলির একটি উপযুক্ত এবং নির্ভরযোগ্য বিকল্প হওয়ার জন্য নির্ধারণ করে। প্রযুক্তিগত অগ্রগতি নির্ভরযোগ্যতা এবং খরচ অপ্টিমাইজ করে একাধিক উপাদান এবং পরিবর্তনশীল অবস্থা পরিচালনা করতে স্বয়ংক্রিয় শক্তি ব্যবস্থাপনা সক্ষম করে। মাইক্রোগ্রিডে ব্যাটারির মতো শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার কার্যকর ব্যবহার প্রয়োজনীয় শক্তির নিরবচ্ছিন্ন সরবরাহ নিশ্চিত করতে পারে এবং অঞ্চলগুলিতে বিদ্যুৎ সরবরাহের জন্য নবায়নযোগ্য শক্তির ব্যবহার পরিবেশের জন্য উপকারী এবং বৈশ্বিক অর্থনৈতিক তাৎপর্য রয়েছে।
DC-DC রূপান্তরকারীর সাথে সম্পর্কিত মূল পয়েন্ট:একটি স্বাধীন DC মাইক্রোগ্রিডে, DC-DC রূপান্তরকারী ভোল্টেজ বৃদ্ধি এবং পতনের বিভিন্ন স্তর অর্জন করতে পারে। অ-বিচ্ছিন্ন রূপান্তরকারীর কম ক্ষতি হয় এবং বিচ্ছিন্ন রূপান্তরকারীদের চেয়ে বেশি উপযুক্ত। মাইক্রোগ্রিডে রূপান্তরকারী নিয়ন্ত্রণ করার জন্য বিভিন্ন কৌশল রয়েছে এবং রৈখিক নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি স্থিতিশীল সিস্টেম অপারেশন নিশ্চিত করতে পারে না। মডেল প্রেডিকটিভ কন্ট্রোল (MPC), স্লাইডিং মোড কন্ট্রোল (SMC), এবং ফাজি কন্ট্রোলের মতো উন্নত পদ্ধতি গৃহীত হয়েছে।
নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি তুলনা উপসংহার:নিবন্ধে নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিগুলির একটি ব্যাপক বিশ্লেষণ এবং তুলনা করা হয়েছিল। প্রতিবন্ধকতা অস্থিরতার বিরুদ্ধে উন্নত বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতির দৃঢ়তা রয়েছে। ডিসি মাইক্রোগ্রিডের ডিসি-ডিসি কনভার্টারগুলিতে, অন্যান্য নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদমের তুলনায় বুদ্ধিমান কন্ট্রোলারগুলির দ্রুত এবং সঠিক কর্মক্ষমতা রয়েছে।