اتصال يك سيستم هيبريدي متشكل از باتري و پيل سوختي به شبكه توزيع

Integration of a hybrid fuel cell-battery system to a distribution grid

به منظور تركيب سيستم پيل سوختي (FCS) نوع غشاء تبادل يون پروتون (PEM) با يك باتري‌خانه به يك شبكه توزيع اين مقاله كنترلر محلي مبتني بر منطق فازي را ارائه مي‌دهد. سيستم ارائه شده، كنترل اوليه فركانس و پشتيباني از ولتاژ باس محلي را براي شبكه محلي فراهم مي‌كند. اين موضوع در تضاد با توليد پراكنده پسيو فعلي است كه هيچ خدمات جانبي فراهم نمي‌كند؛ خدماتي چون توان پشتيبان، پشتياني ولتاژ و قابليت اطمينان منبع، چون در همه زمان‌ها در يك ضريب توان ثابت معادل كار مي‌كنند. در طي اغتشاشات شبكه، توليدات پراكنده موجود جدا مي‌وشند تا زماني كه يك شرايط طبيعي مجددا پيش بيايد. وقتي نفوذ توليدات پراكنده بالا باشد اين موضوع مي‌تواند منجر به ناپايداري شود. مفهوم ريزشبكه راهكار موثر براي كنترل و بهبود كيفيت شبكه‌ها با سطح بالائي از نفوذ DG است. بنابراين، سيستم ارائه شده نيز مي‌تواند يك ريزمنبع اكتيو كنترل‌پذير از يك ريزشبكه درآينده باشد كه با ديگر ريزمنابع مشاركت مي‌كند تا تقاضاي بار محلي توان اكتيو و راكتيو را در دو حالت متصل به شبكه و حالت عملكرد جزيره‌اي پوشش دهد.در اين موارد وقتي شبكه توزيع (كه به عنوان ريزشبكه كار مي‌كند) قرار است در وضعيت جزيره‌اي كار كند، سيستم هيبريد تقاضاي توان اكتيو و راكتيو را پاسخ مي‌دهد. در اينجا سيستم پيل سوختي به يك شبكه توزيع ضعيف متصل مي‌شود تا عملكرد سيستم در بدترين شرايط مورد مطالعه قرار گيرد. نتايج شبيه‌سازي به كمك نرم‌افزار متلب تحت يك تغيير پله شديد در بار بدست آمدند، زماني كه شبكه همچنان متصل است و نيز وقتي در حالت جزيره‌اي كار مي‌كند. در هر دو حالت سيستم عملكرد خوبي از خود نشان مي‌دهد.

In order to integrate a proton exchange membrane type (PEM) fuel cell system (FCS) combined with a battery bank to a distribution grid; this paper proposes a local controller based on fuzzy logic. The proposed system provides primary frequency control and local bus voltage support to the local grid. This opposes the passive distributed generation of the present that do not provide auxiliary services, such as back-up power, voltage support and reliability of supply as they operate under constant power factor equal to 1 at all times. During network disturbances, the distributed generations of the present are disconnected until normal operation is reestablished. When the distributed generation penetration is high this may lead to system instability. The microgrid concept is the effective solution for the control and quality improvement of grids with high level of DG penetration. So, the proposed system, also, can be an active controllable microsource of a microgrid in the future that cooperates with other microsources in order to cover the local load demands for active and reactive power either under grid-connected mode or under islanding operating mode. In cases where the distribution grid (working as microgrid) is forced to operate in islanded mode, the hybrid system provides the demanded active and reactive power. The FCS is connected to a weak distribution grid so that the system performance is studied under the worst conditions. The simulation results are obtained using MATLAB software under a severe step load change where the grid is still connected and under islanded operation. In both cases the system presents a good performance.