خلاصہ
بڑے پیمانے پر فوٹو وولٹک نظام بہت سے مقامی پاور گرڈز میں تقسیم شدہ قابل تجدید توانائی کا ایک اہم جزو ہیں۔ ان مائیکرو گرڈز کا انتظام کرنا، خاص طور پر وہ کس طرح مرکزی گرڈ کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، کوئی آسان کام نہیں ہے۔ اس کے لیے ان قابل تجدید وسائل پر قطعی کنٹرول کی ضرورت ہے۔ یہ مضمون مائیکرو گرڈز میں استعمال ہونے والے DC-DC کنورٹرز کی اقسام کا خلاصہ کرتا ہے اور درجہ بندی کا ایک نیا طریقہ تجویز کرتا ہے۔ یہ مضمون DC مائیکرو گرڈز میں DC-DC کنورٹرز کی کنٹرول ٹیکنالوجی کو متعارف کراتا ہے اور ان کنٹرول طریقوں کے فوائد اور نقصانات پر بحث کرتا ہے۔
بجلی کے نظام میں تقسیم شدہ قابل تجدید توانائی کے بڑھتے ہوئے تناسب کے ساتھ، اس بجلی کا انتظام ایک بڑا مسئلہ بن گیا ہے۔ اس مضمون میں پاور مینجمنٹ کے مختلف طریقے متعارف کرائے گئے ہیں۔ آخر میں، ایک ڈی سی مائیکرو گرڈ سسٹم بشمول سولر انرجی، ونڈ ٹربائنز، اور بیٹریز کو MATLAB/Simulink سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے نقل کیا گیا، اور اس کی کارکردگی کا تجزیہ کیا گیا۔
سادہ لفظوں میں، یہ مضمون قابل تجدید توانائی استعمال کرنے والے مائیکرو گرڈز کو بہتر طریقے سے کنٹرول اور ان کا نظم کرنے کے بارے میں ہے، اور اس طرح کے نظام کی نقل کرنے کے لیے سافٹ ویئر کا استعمال بھی کرتا ہے تاکہ یہ دیکھا جا سکے کہ یہ کتنا موثر ہے۔
1. تعارف
مائیکرو گرڈز ٹرانسمیشن کے نقصانات کو کم کر سکتے ہیں اور توانائی کے بحرانوں کو حل کر سکتے ہیں، بشمول فوٹو وولٹک اور مائیکرو ٹربائنز جیسی ٹیکنالوجیز، جن کو گرڈ سے منسلک ہونے کے لیے پاور الیکٹرانک کنورٹرز کی ضرورت ہوتی ہے۔ قابل تجدید توانائی پر مبنی DC مائیکرو گرڈ DC بس بارز، فوٹو وولٹک پینلز، ونڈ ٹربائنز، پاور الیکٹرانک کنورٹرز، ہائبرڈ انرجی سٹوریج سسٹمز، اور DC لوڈز پر مشتمل ہوتا ہے۔ اس میں متعدد وولٹیج کی سطحوں اور اعلی کارکردگی کے فوائد ہیں، اور ڈی سی سسٹم توانائی کے ذرائع، کنٹرول مینجمنٹ، اور لوڈ موافقت کے لحاظ سے پرکشش ہے۔ تاہم، DC مائیکرو گرڈز کو مسلسل بجلی کے بوجھ اور پلس پاور بوجھ جیسے چیلنجز کا سامنا ہے، جس میں توانائی کی ترسیل کو بہتر بنانے، بجلی کی فراہمی کو یقینی بنانے اور اقتصادی آپریشن کو حاصل کرنے کے لیے جدید کنٹرول کے طریقوں کی ضرورت ہوتی ہے۔
شکل 1. مائیکرو گرڈز کی مختلف درجہ بندی۔
شکل 2. جنرل ڈی سی مائیکرو گرڈ۔
شکل 3. عام AC مائکرو گرڈ۔
شکل 4. ہائبرڈ مائیکرو گرڈ۔
شکل 5۔ پچھلی دہائی کے دوران DC مائیکرو گرڈز پر شائع ہونے والے کاغذات کا سالانہ فیصد۔
اس مضمون کی ساخت اور مواد کی ترتیب:یہ مضمون DC مائیکرو گرڈز میں DC-DC کنورٹرز کے ٹوپولوجی اور کنٹرول کے طریقوں کا جامع مطالعہ کرکے ایک نئی درجہ بندی تجویز کرے گا۔ درج ذیل مواد میں شامل ہیں: سیکشن 2 میں ڈی سی مائیکرو گرڈز کی تفصیل پر بحث کرنا؛ سیکشن 3 مائیکرو گرڈز میں دستیاب کنورٹر ڈھانچے کی اقسام کی وضاحت کرتا ہے۔ سیکشن 4 DC مائیکرو گرڈز میں DC-DC کنورٹرز کے لیے کنٹرول کے طریقوں کا ایک جائزہ فراہم کرتا ہے۔ سیکشن 5 ڈی سی مائیکرو گرڈز کے لیے پاور مینجمنٹ کے طریقے متعارف کراتا ہے۔ سیکشن 6 مائیکرو گرڈ ایپلی کیشنز کے لیے DC-DC کنورٹرز کے میدان میں ہارڈویئر کی ترقی کو پیش کرتا ہے۔ سیکشن 7 عام ڈی سی مائیکرو گرڈز کا تخروپن اور تجزیہ پیش کرتا ہے۔ سیکشن 8 نتیجہ پیش کرتا ہے۔
2. ڈی سی مائکروگرڈز سے متعلق خصوصیات
ڈی سی مائیکرو گرڈز کے فوائد اور اطلاق کے منظرنامے:پاور الیکٹرانکس ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، DC مائیکرو گرڈز نے اپنی اعلی وشوسنییتا اور کارکردگی کی وجہ سے توجہ مبذول کرائی ہے۔ ڈی سی مائیکرو گرڈز رہائشی ایپلی کیشنز، الیکٹرک وہیکل چارجنگ اسٹیشنز، ڈیٹا سینٹرز اور دیگر شعبوں میں زیادہ پسند کیے جاتے ہیں۔ دریں اثنا، ڈی سی الیکٹریکل لوڈز کی بڑھتی ہوئی مانگ نے ڈی سی پاور ذرائع پر مبنی پاور جنریشن پر تحقیق کو کافی پرکشش بنا دیا ہے۔
ڈی سی مائکرو گرڈ کا آپریشن موڈ:ڈی سی مائیکرو گرڈ کے دو آپریشن موڈ ہیں: گرڈ منسلک اور آزاد۔ گرڈ سے منسلک ہونے پر، مائیکرو گرڈ کو اضافی پاور کے لیے DC بس سے منسلک کیا جاتا ہے۔ آزادانہ طور پر کام کرتے وقت، مین پاور گرڈ کے ساتھ مطابقت پذیر ہونے کی ضرورت نہیں ہے۔ دونوں طریقوں میں، مختلف قابل تجدید توانائی کے ذرائع اور توانائی کے ذخیرہ کرنے کے نظام بشمول بیٹریاں اور سپر کیپیسیٹرز مائیکرو گرڈ سے منسلک ہیں۔
ڈی سی مائیکرو گرڈز میں انرجی سٹوریج سسٹم کا کردار:بیٹریوں میں توانائی کی کثافت زیادہ ہوتی ہے، اور ان کے کنٹرولرز کو مستحکم حالت کی طاقت پیدا کرنے یا جذب کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ سپر کیپسیٹرز میں طاقت کی کثافت زیادہ ہوتی ہے، اور ان کے کنٹرولرز عارضی طاقت پیدا کرنے یا جذب کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ دونوں مائیکرو گرڈز میں بجلی کے توازن اور مستحکم آپریشن کو برقرار رکھنے کے لیے مل کر کام کرتے ہیں۔
DC Microgrids کے کنکشن اور کنٹرول پر تحقیق:ڈسٹری بیوشن نیٹ ورک اور انرجی اسٹوریج سسٹم DC لنکس کا استعمال کرتے ہوئے پاور الیکٹرانک کنورٹرز کے ذریعے آپس میں جڑے ہوئے ہیں۔ ڈی سی مائیکرو گرڈز کے تحفظ کے مسائل اور ان کے حل پر متعلقہ مطالعات ہوئے ہیں۔ مزید برآں، مضمون ڈی سی مائیکرو گرڈز میں مقامی کنٹرول کا ایک مختصر جائزہ فراہم کرتا ہے اور انرجی سٹوریج یونٹس کے ساتھ ڈی سی مائیکرو گرڈز کے مجموعی فن تعمیر کو پیش کرتا ہے۔
3. DC مائیکرو گرڈز میں DC-DC کنورٹرز کی ٹوپولوجی
DC-DC کنورٹرز کی درجہ بندی اور عام ٹوپولاجیز:DC-DC کنورٹرز کو غیر الگ تھلگ اور الگ تھلگ اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ DC مائیکرو گرڈز میں، بوسٹ، بک بوسٹ، اور بک کنورٹرز بڑے پیمانے پر استعمال کیے جاتے ہیں، ہر ایک کی اپنی منفرد ٹوپولوجی (جیسا کہ شکل 6 میں دکھایا گیا ہے)، مختلف وولٹیج کی تبدیلی کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے۔ دو طرفہ الگ تھلگ DC-DC کنورٹرز عام طور پر DC سسٹمز میں استعمال ہوتے ہیں، جن میں سے ڈوئل ایکٹو برج (DAB) DC-DC کنورٹرز دو طرفہ طاقت کے بہاؤ اور اعلی طاقت کی کثافت کے لیے اپنے تعاون کی وجہ سے ایک مناسب انتخاب ہیں (اس کے اسکیمیٹک ڈایاگرام کے لیے شکل 7 دیکھیں) ، اور سیریز ریزونینٹ کنورٹرز (SRC) کی ٹوپولوجی نے بھی بہت سے محققین کی توجہ مبذول کی ہے۔
شکل 6. DC-DC کنورٹر ٹوپولوجی، (A) فروغ، (B) فروغ، (C) بک بوسٹ۔
شکل 7. DAB کنورٹر کا اسکیمیٹک خاکہ۔
ملٹی پورٹ DC-DC کنورٹرز کی ترقی اور اطلاق:کنورٹرز کے استعمال کی وجہ سے زیادہ لاگت اور سسٹم کے نقصان کے مسائل کو حل کرنے کے لیے، ملٹی پورٹ DC-DC کنورٹرز سامنے آئے ہیں۔ یہ عام طور پر مائیکرو گرڈز میں متعدد ڈی سی نیٹ ورکس کو جوڑنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جیسا کہ آرٹیکل (شکل 8) میں مذکور مختلف ٹوپولوجیز، جو لچکدار طریقے سے مختلف ڈی سی لوڈز اور پاور سورسز کو جوڑ سکتے ہیں اور ڈی سی لنکس کو کنٹرول کر سکتے ہیں۔ یہاں الگ تھلگ ٹو اسٹیج تھری پورٹ کنورٹر ٹوپولوجیز وغیرہ بھی ہیں۔ یہ ملٹی پورٹ کنورٹرز توانائی کے متعدد ذرائع (بشمول توانائی ذخیرہ کرنے) کے لیے موزوں ہیں اور ان میں وولٹیج کا تناسب بک بوسٹ کنورٹرز سے زیادہ ہے۔ ان کے پاس ڈی سی مائیکرو گرڈز میں مختلف ایپلی کیشنز ہیں، جیسے سپر کیپیسیٹر وولٹیج کو ریگولیٹ کرنا، بیٹریوں اور سپر کیپیسیٹرز کے درمیان پاور کا انتظام کرنا، بیٹریوں کو چارج کرنا، ہائبرڈ انرجی اسٹوریج سسٹم انٹیگریشن کو نافذ کرنا، اور قابل تجدید توانائی کے ذرائع کے درمیان بجلی کے بہاؤ کو متوازن کرنا۔ ڈی سی مائیکرو گرڈز میں استعمال ہونے والے کنورٹرز کو عام طور پر دو قسموں میں تقسیم کیا جاتا ہے: الگ تھلگ اور غیر الگ تھلگ (درجہ بندی کے لیے شکل 9 دیکھیں)۔
شکل 8. ملٹی پورٹ کنورٹر کا اسکیمیٹک ڈایاگرام۔
شکل 9۔ ڈی سی مائیکرو گرڈز میں استعمال ہونے والے DC-DC کنورٹر ٹوپولاجیز کی درجہ بندی۔
4. DC مائیکرو گرڈ میں DC-DC کنورٹر کا کنٹرول طریقہ
کنٹرول کے طریقوں کی اہمیت اور مجموعی درجہ بندی:DC microgrids کا کنٹرول محققین کے لیے تشویش کا ایک اہم مسئلہ ہے۔ مجموعی کنٹرول کے طریقوں کو مرکزی کنٹرول اور تقسیم شدہ کنٹرول میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ سنٹرلائزڈ کنٹرول محدود ڈیٹا اکٹھا کرنے والے چھوٹے مقامی مائکرو گرڈز کے لیے موزوں ہے (اس کی کنٹرول اسکیم کے لیے شکل 10 دیکھیں)، جبکہ تقسیم شدہ کنٹرول کے لیے مرکزی کنٹرولر کی ضرورت نہیں ہوتی ہے (شکل 11 دیکھیں)۔
تصویر 10. مرکزی کنٹرول کا بلاک ڈایاگرام۔
شکل 11۔ تقسیم شدہ کنٹرول کا بلاک ڈایاگرام۔
نان لائنر کنٹرول ٹیکنالوجی کی اقسام اور خصوصیات:نان لائنر کنٹرول ٹیکنالوجی میں ماڈل پریڈیکٹیو کنٹرول (MPC)، سلائیڈنگ موڈ کنٹرول (SMC)، اڈاپٹیو کنٹرول، اور ذہین کنٹرول شامل ہیں۔ حالیہ برسوں میں، بہت سے مطالعات نے بیٹری انرجی سٹوریج سسٹمز (BESS) کے دو طرفہ کنورٹر کنٹرول اور مائیکرو گرڈز کے پاور بیلنسنگ میں MPC کی کارکردگی پر توجہ مرکوز کی ہے۔ MPC میں، بہتر کارکردگی حاصل کرنے کے لیے کنورٹر کے بہترین سوئچنگ موڈ کا تعین لاگت کے فنکشن سے کیا جاتا ہے (اس کی کنٹرول اسکیم کے لیے شکل 12 دیکھیں)؛ ایس ایم سی کنٹرول میں، جنریٹڈ کنٹرول ان پٹ پاور الیکٹرانک کنورٹر سوئچ پر تیزی سے ردعمل کے ساتھ براہ راست کام کرتا ہے (شکل 13 دیکھیں)؛ انڈیپٹیو کنٹرول ان حالات کے لیے موزوں ہے جہاں DC-DC کنورٹرز کا بوجھ اور ان پٹ سورس مختلف ہوتا ہے، اور کنٹرول کے طریقہ کار کی مضبوطی کو بہتر بنا سکتا ہے (شکل 14 دیکھیں)۔ اس کے علاوہ، فوٹو وولٹک سسٹمز پر مبنی مائیکرو گرڈ پاور مینجمنٹ کے لیے ایک نیا کنٹرول طریقہ تجویز کیا گیا ہے، جو ہر انورٹر کی طاقت کو کنٹرول کرنے کے لیے فزی لاجک کنٹرولر (FLC) کا استعمال کرتا ہے (شکل 15 دیکھیں)۔
شکل 12. MPC کنٹرولر کا بلاک ڈایاگرام۔
شکل 13. SMC کنٹرولر کا بلاک ڈایاگرام۔
شکل 14. انکولی کنٹرول کا بلاک ڈایاگرام۔
شکل 15۔ ڈی سی مائیکرو گرڈ میں کنورٹر کا کنٹرول طریقہ۔
5. ڈی سی مائیکرو گرڈ کے لیے پاور مینجمنٹ کی حکمت عملی
پاور مینجمنٹ کی اہمیت اور چیلنجز:ڈی سی مائیکرو گرڈز دور دراز علاقوں میں توانائی کی فراہمی کے لیے ایک مناسب انتخاب فراہم کرتے ہیں، اس لیے ان کے توانائی کے انتظام کے طریقوں نے بہت زیادہ توجہ مبذول کی ہے۔ مائیکرو گرڈ پاور مینجمنٹ کو بہت سے چیلنجز کا سامنا ہے، جیسے تابکاری کی تبدیلیوں کے ساتھ فوٹو وولٹک سسٹم آؤٹ پٹ پاور کا اتار چڑھاؤ۔ قابل اعتماد اور اعلیٰ معیار کی توانائی کی فراہمی کو یقینی بنانے کے لیے پاور مینجمنٹ سسٹم ڈیزائن کرتے وقت ان عوامل پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ پاور گرڈ سے آزاد مائکرو گرڈ میں، پاور بیلنس حاصل کرنے کے لیے فوٹو وولٹک سسٹمز، بیٹری انرجی سٹوریج سسٹمز (BESS) اور دیگر یونٹس کے آپریشن کو مربوط کرنا بھی ضروری ہے۔
مختلف پاور مینجمنٹ سسٹمز اور الگورتھم کی مثال:مائیکرو گرڈز کے لیے بیٹری انرجی مینجمنٹ سسٹم (BEMS) فوٹو وولٹک اور ڈیزل جنریٹرز کے ساتھ بجلی کے اہم ذرائع کے طور پر، ڈیزل جنریٹرز کے کام کے وقت کو کم کر سکتا ہے، فوٹو وولٹک پاور کے اتار چڑھاو کو کم کر سکتا ہے، مختلف خصوصیات کے ساتھ مختلف قسم کی بیٹریوں کا نظم کر سکتا ہے، اور بیٹری کی زندگی کو بڑھا سکتا ہے۔ BESS سسٹم کی سٹیٹ آف چارج (SoC) رکاوٹوں پر غور کرتے ہوئے، ایک پاور مینجمنٹ الگورتھم فوٹو وولٹک اور BESS سسٹمز کی طاقت کو متوازن کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ بیٹری ڈسچارج کے دوران، ایک دو طرفہ کنورٹر DC بس وولٹیج کو ایڈجسٹ کرتا ہے، اور کچھ معاملات میں، پاور الیکٹرانک کنورٹر کو زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ ٹریکنگ (MPPT) موڈ میں کام کرنے میں سسٹم کی مدد کرنے کی ضرورت ہوتی ہے (اس کے سسٹم آپریٹنگ موڈ کے لیے شکل 17 دیکھیں)۔ مائیکرو گرڈز کے لیے ایک ذہین ڈائنامک انرجی مینجمنٹ سسٹم، ہائبرڈ فوٹو وولٹک/بیٹری سسٹمز کے لیے پاور مینجمنٹ کا طریقہ، اور ڈی سی مائیکرو گرڈز کے پاور فلو کو کنٹرول کرنے کے لیے پاور مینجمنٹ حکمت عملی (PMS) تجویز کی گئی ہے۔ مضمون میں DC مائیکرو گرڈ پاور مینجمنٹ سسٹم کے مختلف آپریٹنگ موڈز بھی پیش کیے گئے ہیں (شکل 16 دیکھیں)، بشمول فوٹو وولٹک سسٹم کا محدود پاور موڈ (LPM) اور MPPT موڈ، جو بیٹری SoC کے ذریعے متعین ہوتے ہیں (جیسا کہ فلو چارٹ میں دکھایا گیا ہے۔ تصویر 17)۔
شکل 16۔ پاور مینجمنٹ کی حکمت عملی کا فلو چارٹ۔
شکل 17. مائیکرو گرڈ (A) بیٹری اور (B) فوٹو وولٹک اجزاء کے لیے پاور مینجمنٹ الگورتھم
6. ڈی سی مائیکرو گرڈ کی ہارڈ ویئر کی ترقی اور نقلی تصدیق
لوپ سمولیشن میں ہارڈ ویئر کا اطلاق:جسمانی نظام کو نقلی ماحول سے جوڑنا ایک نیا موضوع ہے۔ مائیکرو گرڈ تحقیق میں، مختلف کنٹرول کے طریقوں اور ٹوپولوجی ڈھانچے کے نقلی نتائج کی تصدیق کے لیے ہارڈویئر کا موازنہ درکار ہوتا ہے۔ ہارڈ ویئر ان دی لوپ (HIL) سمولیشن کے ذریعے، ایک DC-DC کنورٹر کا استعمال مائیکرو گرڈ کو فیول سیل سے جوڑنے کے لیے کیا گیا، جس سے نقلی ماحول اور فزیکل فیول سیل سسٹم کے درمیان دو طرفہ مواصلت حاصل کی گئی۔ HIL تخروپن ایک DC-DC کنورٹر اور ایک مائکرو گرڈ پر مشتمل ہے (شکل 18 دیکھیں)۔
شکل 18۔ ہارڈ ویئر سمولیشن DC/DC کنورٹر اور مائیکرو گرڈ پر کی گئی۔
DC-DC کنورٹرز کے لیے ہارڈ ویئر کے نفاذ کے آلات کی مثال:مضمون میں جدول 1 DC-DC کنورٹرز کے ہارڈ ویئر حصے کو لاگو کرنے کے لیے سائنسی ادب سے حاصل کردہ کئی آلات جمع کرتا ہے۔ یہ آلات مائیکرو گرڈز میں DC-DC کنورٹرز کے ہارڈ ویئر کی ترقی کے لیے حوالہ فراہم کرتے ہیں اور DC مائیکرو گرڈ ٹیکنالوجی کی مزید تحقیق اور مشق میں مدد کرتے ہیں۔
ٹیبل 1۔ ڈی سی-ڈی سی کنورٹرز کے ہارڈ ویئر حصے کو لاگو کرنے کے لیے استعمال ہونے والے آلات۔
7. ڈی سی مائیکرو گرڈ سسٹم پر نقلی تحقیق
نقلی نظام کی تشکیل اور پیرامیٹر کی ترتیبات:MATLAB سافٹ ویئر کا استعمال DC مائیکرو گرڈ سسٹم کی تقلید کے لیے کیا جاتا ہے، جس میں ایک فوٹو وولٹک سسٹم، ایک ونڈ ٹربائن جس میں مستقل مقناطیس سنکرونس جنریٹر (PMSG)، ایک بیٹری، وولٹیج ریگولیشن کے لیے ایک DC-DC دو طرفہ کنورٹر، اور زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ ٹریکنگ (MPPT) شامل ہے۔ ونڈ ٹربائنز اور سولر پینلز کا نظام۔ ساخت کو شکل 19 میں دکھایا گیا ہے۔ فوٹو وولٹک نظام 22 سولر پینلز پر مشتمل ہے جو سیریز میں جڑے ہوئے ہیں، جن میں ہر پینل کے لیے زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ وولٹیج اور کرنٹ 30.3V اور 7.10A ہے۔ DC مائیکرو گرڈ آؤٹ پٹ مزاحمتی بوجھ کا استعمال کرتا ہے، اور نظام اور اس کے اجزاء کی وضاحتیں جدول 2 میں درج ہیں۔
شکل 19۔ مطالعہ شدہ DC مائیکرو گرڈ کا بلاک ڈایاگرام۔
ٹیبل 2۔ ڈی سی مائیکرو گرڈ سمولیشن میں استعمال ہونے والے پیرامیٹرز۔
نقلی نتائج ڈسپلے اور تجزیہ:سسٹم کو MATLAB/Simulink ماحول کا استعمال کرتے ہوئے نقل کیا گیا تھا، اور مجموعی DC مائیکرو گرڈ کا اسکیمیٹک خاکہ فراہم کیا گیا تھا (شکل 20 دیکھیں)۔ فوٹو وولٹک، بیٹری، اور ونڈ ٹربائن کے آؤٹ پٹ منحنی خطوط کو دکھایا گیا تھا (شکل 21 دیکھیں)، ساتھ ہی ہوا کی مختلف رفتار پر ونڈ ٹربائن کے آؤٹ پٹ پاور منحنی خطوط (یونٹ کی قدروں سے ظاہر ہوتے ہیں) (شکل 22 دیکھیں)، وولٹیج کے منحنی خطوط درجہ بندی اور خارج ہونے والے علاقوں میں بیٹری (تصویر 23 دیکھیں)، اور وولٹیج اور موجودہ منحنی خطوط سسٹم آؤٹ پٹ بوجھ (تصویر 24 دیکھیں)۔ تخروپن میں، ونڈ ٹربائن سسٹم 12m/s کی مستقل رفتار سے کام کرتا ہے، ریٹیڈ ہوا کی رفتار پر 8kW کی پاور جنریشن کے ساتھ، اور فوٹو وولٹک سسٹم کی ریٹیڈ پاور 4.6kW ہے۔ بیٹری سیکشن میں استعمال ہونے والا دو طرفہ کنورٹر چارجنگ اور ڈسچارج کے افعال کو حاصل کرسکتا ہے۔ ان نقلی نتائج کو DC مائیکرو گرڈ سسٹم کی آپریشنل کارکردگی کا تجزیہ اور جائزہ لینے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
شکل 20۔ MATLAB/سیمولیشن لنک کا استعمال کرتے ہوئے DC مائیکرو گرڈ کا سمولیشن ماڈل۔
شکل 21. نقلی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ (A) Vpv، (B) Ipv، (C) Ppv، (D) ونڈ ٹربائن ٹارک Te، Tm، (E) ہوا کی رفتار، (F) DC بس وولٹیج، اور (G) ریچارج ایبل بیٹری کی حالت چارج (SOC)۔
شکل 22. نقلی نتائج مختلف ٹربائن کی رفتار (pu) پر ٹربائن آؤٹ پٹ پاور (pu) کو ظاہر کرتے ہیں۔
شکل 23۔ نقلی نتائج بتاتے ہیں کہ بیٹری وولٹیج عام طور پر ڈسچارج موڈ میں کام کر سکتی ہے۔
شکل 24. نقلی نتائج ظاہر کرتے ہیں کہ DC مائیکرو گرڈ کا آؤٹ پٹ لوڈ (A) وولٹیج اور DC مائیکرو گرڈ کا آؤٹ پٹ لوڈ (B) کرنٹ۔
8. خلاصہ
یہ مضمون DC مائیکرو گرڈز میں DC-DC کنورٹرز کی ٹوپولوجی، کنٹرول کے طریقوں، اور پاور مینجمنٹ سسٹم کی مختلف حکمت عملیوں کو جامع طور پر دریافت کرتا ہے، جبکہ مائکرو گرڈز میں DC-DC کنورٹرز میں استعمال ہونے والے ہارڈ ویئر کا بھی مطالعہ کرتا ہے۔
مائیکرو گرڈ کی خصوصیات اور ضروریات:مائیکرو گرڈز کی پیچیدگی ان کی ڈیجیٹل آٹومیشن اور ذہین انتظام کی ضرورت کا تعین کرتی ہے تاکہ روایتی گرڈز کا ایک مناسب اور قابل اعتماد متبادل بن سکے۔ تکنیکی ترقی متعدد اجزاء اور متغیر حالات کو سنبھالنے کے لیے خودکار توانائی کے انتظام کو قابل بھروسہ اور لاگت کو بہتر بناتی ہے۔ مائیکرو گرڈز میں بیٹریاں جیسے توانائی کے ذخیرہ کرنے کے نظام کا موثر استعمال مطلوبہ توانائی کی بلاتعطل فراہمی کو یقینی بنا سکتا ہے، اور علاقوں کو بجلی کی فراہمی کے لیے قابل تجدید توانائی کا استعمال ماحول کے لیے فائدہ مند ہے اور اس کی عالمی اقتصادی اہمیت ہے۔
DC-DC کنورٹرز سے متعلق اہم نکات:ایک آزاد DC مائیکرو گرڈ میں، DC-DC کنورٹرز وولٹیج میں اضافے اور گرنے کی مختلف سطحوں کو حاصل کر سکتے ہیں۔ غیر الگ تھلگ کنورٹرز کا نقصان کم ہوتا ہے اور یہ الگ تھلگ کنورٹرز سے زیادہ موزوں ہوتے ہیں۔ مائیکرو گرڈز میں کنورٹرز کو کنٹرول کرنے کے لیے مختلف حکمت عملی ہیں، اور لکیری کنٹرول ٹیکنالوجی سسٹم کے مستحکم آپریشن کو یقینی نہیں بنا سکتی۔ جدید طریقے جیسے ماڈل پریڈیکٹیو کنٹرول (MPC)، سلائیڈنگ موڈ کنٹرول (SMC)، اور فزی کنٹرول کو اپنایا گیا ہے۔
کنٹرول طریقہ موازنہ کا نتیجہ:مضمون میں کنٹرول کے طریقوں کا ایک جامع تجزیہ اور موازنہ کیا گیا۔ اعلی درجے کے ذہین کنٹرول کے طریقوں میں رکاوٹ عدم استحکام کے خلاف مضبوطی ہے۔ DC مائکرو گرڈز کے DC-DC کنورٹرز میں، ذہین کنٹرولرز دوسرے کنٹرول الگورتھم کے مقابلے تیز اور درست کارکردگی رکھتے ہیں۔