کنترل سلسله مراتبی ریزشبکه‌های جریان مستقیم در متلب-سیمولینک

💫شرح دوره تخصصی:

◄ دوره تخصصی کنترل سلسله مراتبی ریزشبکه‌های جریان مستقیم در متلب-سیمولینک به طراحی و شبیه‌سازی کنترل سلسله‌مراتبی ریزشبکه‌های جریان مستقیم (DC) می‌پردازد و عملکرد لایه‌های کنترل اولیه و ثانویه را در محیط‌های متلب، سیمولینک و با استفاده از فایل‌های M-File بررسی می‌کند. یک ریزشبکه DC یک شبکه الکتریکی محلی است که برق DC را توزیع و استفاده می‌کند و جایگزینی برای سیستم‌های جریان متناوب (AC) سنتی ارائه می‌دهد. این ریزشبکه منابع مختلف برق DC مانند پنل‌های خورشیدی و ذخیره‌سازی انرژی و بارهای DC را ادغام می‌کند و به طور بالقوه راندمان را بهبود می‌بخشد و امکان ادغام آسان‌تر منابع انرژی تجدیدپذیر را فراهم می‌کند. ریزشبکه‌های DC  رویکردی نوین در توزیع برق هستند که با هدف افزایش بهره‌وری انرژی و ادغام آسان منابع تجدیدپذیر توسعه یافته‌اند. برخلاف شبکه‌های AC، سیستم‌های توزیع DC امکان اتصال مستقیم منابعی مانند پنل‌های فتوولتائیک (خورشیدی) را بدون نیاز به مبدل فراهم می‌کنند. این حذف مبدل‌های مکرر DC/AC و بالعکس، منجر به کاهش چشمگیر تلفات و افزایش بازدهی سیستم می‌شود، به‌ویژه در بارهای ذاتاً DC مانند روشنایی LED و وسایل نقلیه الکتریکی. علاوه بر این، ریزشبکه‌های DC به دلیل عدم نیاز به هم‌زمان‌سازی منابع تولید، از نظر کنترل و مدیریت ساده‌تر هستند. کاهش وابستگی به اینورترها، صرفه‌جویی در هزینه، افزایش تاب‌آوری در برابر اختلالات شبکه و سازگاری بالا با زیرساخت‌های شهرهای هوشمند از دیگر مزایای مهم این ریزشبکه‌ها به شمار می‌رود.

☰ اهمیت شبیه‌سازی  در سیمولینک متلب چیست؟

شبیه‌سازی ریزشبکه‌های DC در محیط قدرتمند MATLAB/Simulink امروزه به یک ضرورت در حوزه مهندسی قدرت تبدیل شده است؛ این اهمیت ناشی از رشد روزافزون منابع تولید DC (مانند پنل‌های خورشیدی و سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی) و همچنین افزایش بارهای DC است که ساختار ریزشبکه‌های DC را به یک زیرساخت کارآمد تبدیل می‌کند. نرم افزار متلب با ارائه ابزارهای گرافیکی و کتابخانه‌های تخصصی، امکان مدل‌سازی دقیق مبدل‌های الکترونیک قدرت و اجزای سیستم را فراهم می‌آورد و به مهندسان اجازه می‌دهد تا استراتژی‌های کنترلی پیچیده (از جمله کنترل اولیه، ثانویه و مدیریت انرژی) را پیش از پیاده‌سازی سخت‌افزاری، به‌طور کامل توسعه داده و اعتبار سنجی کنند. این محیط شبیه‌سازی به عنوان یک "آزمایشگاه مجازی" عمل کرده و تحلیل مسائلی چون پایداری سیستم در برابر بارهای توان ثابت (CPLs)، کنترل ولتاژ باس DC، پایداری ولتاژ، تسهیم توان و مدیریت سیستم‌های ذخیره انرژی را در شرایط مختلف عملیاتی (مانند نوسانات تولید و تغییرات بار) با هزینه و ریسک بسیار پایین میسر می‌سازد، که در نهایت منجر به طراحی بهینه، کارآمد و ایمن سیستم‌های ریزشبکه DC می‌شود.

☰ در این آموزش چه چیزی یاد می‌گیرید؟

این دوره تخصصی جامع، برای دانشجویان و مهندسان مهندسی برق علاقه‌مند به مبحث تحلیل، طراحی و شبیه‌سازی کنترل ریزشبکه‌های DC در متلب-سیمولینک طراحی و تهیه شده است. شما در این دوره، ابتدا مهارت‌های کلیدی برای مدل‌سازی دقیق و طراحی کنترل‌کننده‌ها را برای انواع مبدل‌های حیاتی مانند بوست (Boost)، باک (Buck)، و باک-بوست (Buck-Boost) کسب خواهید کرد؛ این فرآیند شامل کدنویسی کامل کنترل‌کننده‌ها در متلب (M-files) و پیاده‌سازی و شبیه‌سازی عملکرد آن‌ها در محیط Simulink است. سپس، با تکیه بر مبدل‌های طراحی شده، نحوه پیاده‌سازی کنترل سلسله‌مراتبی ریزشبکه شامل کنترل اولیه (Primary Control) برای مدیریت توان و تسهیم توان (Power Sharing)، و کنترل ثانویه (Secondary Control) برای تنظیم دقیق ولتاژ باس DC و تضمین پایداری (Stability) کلی سیستم را به صورت عملی فرا خواهید گرفت. هدف نهایی این دوره، ارائه یک چارچوب کامل برای تحلیل، طراحی، و اعتبارسنجی سیستم‌های کنترل ریزشبکه DC با استفاده از متلب/سیمولینک است تا مهارت‌های شما را برای پروژه‌های تحقیقاتی و صنعتی ارتقاء دهد.

💠 مناسب برای دانشجویان:

💠 مناسب برای گرایش‌های:

💠 مناسب برای مقاطع تحصیلی:

💠 نرم‌افزارهای مرتبط با آموزش:

💠 محتوای این آموزش:

🎯 فایل پروژ‌های انجام شده در نرم افزار متلب ✅

📝 فایل PDF یاداشت‌ها و اسلاید‌های مدرس ✅

⏰ 6 ساعت آموزش ویدئویی ✅

💠 پیش نیاز دوره:

❐ مدل سازی سیگنال کوچک و تحلیل پایداری ریزشبکه‌های الکتریکی در متلب

❐ کنترل سلسله مراتبی ریزشبکه‌های جریان متناوب در متلب-سیمولینک

💠 سرفصل‌های آموزش: 

☰ فصل ۱: مقدمه و مبانی ریزشبکه‌های DC

▢ تعریف ریزشبکه (Microgrid) و اهمیت آن

▢ مزایا و چالش‌های ریزشبکه‌های DC نسبت به AC

▢ معرفی معماری ریزشبکه DC و اجزای اصلی:

• ● منابع تولید (PV، باطری، DG)
• ● بارها
• ● مبدل‌های DC-DC (Buck, Boost, Buck-Boost)

▢ کاربردهای عملی ریزشبکه‌های DC

بخش ۲: اصول کنترل ریزشبکه‌های DC

▢ نیاز به کنترل سلسله مراتبی (Hierarchical Control)

▢ معرفی سطوح کنترل:

• ▢ کنترل اولیه (Primary Control)
  • ● کنترل ولتاژ و جریان
  • ● کنترل بار مشارکتی
• ▢ کنترل ثانویه (Secondary Control)
  • ● تنظیم ولتاژ DC و هماهنگی منابع

▢ مثال‌های ساده برای هر سطح کنترل

بخش ۳: مدل‌سازی ریزشبکه DC در Simulink

▢ معرفی بلوک‌های Simulink برای منابع DC و بارها

▢ مدل‌سازی مبدل‌های DC-DC:

• ● Buck Converter
• ● Boost Converter
• ● Buck-Boost Converter

▢ شبیه‌سازی پاسخ گذرا و پایدار مبدل‌ها

▢ اتصال منابع و بارها به باس DC

بخش ۴: طراحی کنترل اولیه (Primary Control) برای مبدل‌ها

▢ کنترل ولتاژ مستقیم (Voltage Control) با مبدل‌ها

• ● کنترل ولتاژ خروجی مبدل Buck
• ● کنترل ولتاژ خروجی مبدل Boost
• ● کنترل ولتاژ خروجی مبدل Buck-Boost

▢ کنترل جریان (Current Control) برای هر مبدل

▢ شبیه‌سازی کنترل اولیه در Simulink برای مبدل‌ها

▢ تحلیل پاسخ گذرا و پایداری سیستم

بخش ۵: طراحی کنترل ثانویه (Secondary Control)

▢ اهداف کنترل ثانویه: تثبیت ولتاژ باس و هماهنگی منابع

▢ پیاده‌سازی حلقه‌های ولتاژ و جریان بین چند مبدل

▢ شبیه‌سازی شبکه با چند مبدل و مقایسه پاسخ با حالت بدون کنترل ثانویه

▢ بررسی اثر بارهای متغیر بر ولتاژ و جریان

آکادمی آرمـــا فیدبــک