مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوری فصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران 16823745 14 3 2016 12 21 Designing an Applicable MIMO DC-DC Converter with Multivariable Controller for SMES System طراحی کنترل‌کننده چندمتغیره‎ برای یک مبدل جدید DC-DC چندورودی/ خروجی و کاربردی در سیستم SMES 201 209 fa محمدرضا عليزاده پهلواني سیاوش تقی‎پور بروجنی 2017 7 14 In modern power systems, utilization of renewable energy sources makes some difficulties for the power grid. One of these problems is shortage of electrical power during conditions which renewable energy sources cannot generate electrical power. For example, during shading conditions, the output power of the PV array is negligible. Using SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage) systems is one of the applicable solutions which has been proposed to solve mentioned problem. In SMES system, energy is stored at high power inductances and during critical conditions; this power can be delivered to the load. One of the important parts of SMES systems is Multi input - Multi Output (MIMO) DC-DC converter. In this paper, at first step, one topology has been designed for the MIMO DC-DC converter. This topology has remarkable advantages such as fewer electrical elements and better controllability than other topologies. In the second part of this paper, based on multivariable controller strategy, an efficient controller has been designed for the SMES system which can set the output voltages of DC-DC converter at predetermined values. The most important feature of proposed controller is its efficiency at different conditions which some of these conditions make serious problems for conventional controllers. Generally, the objective of this paper is designing one SMES systems with an appropriate controller, which can regulate the output voltages at different conditions. در سیستم‎های قدرت امروزی، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، مشکلاتی برای بهره‎برداران شبکه قدرت به وجود آورده است که یکی از مهم‌ترین این مشکلات عدم توانایی منابع انرژی تجدیدپذیر در تولید انرژی در کلیه شرایط است. به طور مثال، آرایه‎های خورشیدی در لحظاتی که روی آنها سایه افتاده یا در طول شب، نمی‎توانند توان الکتریکی قابل ملاحظه‎ای تولید کنند. استفاده از سیستم‎های ذخیره‎سازی انرژی الکتریکی در اندوکتانس‎های قدرت (سیستم SMES) به عنوان یکی از راه حل‎های این مشکل مطرح شده است. در این روش از اندوکتانس‎های قدرت جهت ذخیره‎سازی انرژی استفاده می‎شود که در مواقع نیاز این انرژی به شبکه تحویل داده می‎شود. در اين مقاله در بخش اول به معرفی یک ساختار کاربردی برای مبدل‎های DC-DC سه‌ورودی/ سه‌خروجی پرداخته شده که ساختار مذکور از نظر تعداد المان‎های مورد نیاز و کنترل‎پذیری از وضعیت مناسبی جهت استفاده در سیستم ‎SMES برخوردار است. در بخش دوم، یک کنترل‌کننده مناسب با بهره‎گیری از روش کنترل چندمتغیره که یک روش کارآمد در کلیه وضعیت‎های شبکه قدرت است، جهت کنترل کلیدهای موجود در مبدل طراحی شده است. ویژگی مهم کنترل‌کننده تنظیم‌کردن ولتاژ سه پایانه خروجی مبدل در کلیه شرایط شارژ و دشارژ اندوکتانس‎های موجود در ورودی‎های مبدل است. به طور کلی طراحی مبدل DC-DC جهت استفاده در سیستم SMES و طراحی کنترل‌کننده برای آن، از اهداف اصلی این پژوهش هستند. در نهايت کارايی مبدل پيشنهادی و روش کنترلی مطرح‌شده توسط شبيه‌سازی به اثبات رسيده است http://ijece.org/ar/Article/Download/28192