Publication:
Distributed generation control strategy towards AC-DC hybrid stability analysis

cris.virtual.department#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtual.orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.departmentb3c228ae-8b33-400a-be5e-c39c39b46287
cris.virtualsource.orcidb3c228ae-8b33-400a-be5e-c39c39b46287
dc.contributor.authorKhairil Azhar bin Aznan
dc.contributor.supervisorMashkuri Yaacob, Ph.D
dc.contributor.supervisorOthman Omran Khalifa, Ph.D
dc.date.accessioned2024-12-02T02:40:56Z
dc.date.available2024-12-02T02:40:56Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractThe uncertainties associated with renewable Distributed Generation (DG) and distribution networks present significant challenges for researchers. DG systems, which integrate various renewable energy sources (RES), which consist of photovoltaics, wind turbines, hydrogen cells, and micro-turbines, are appealing in terms of economic and environmental advantages. Modular structural inverters are commonly used in DG, representing a new generation of systems that will soon integrate networks of RES. However, the modular structure and the integration of both AC and DC sources bring about stability challenges that must be pointed out. At the distribution substation, solar photovoltaic (PV) panels, microturbines, wind turbines, and hydrogen cells are connected to form a grid system known as DG. The integration of multiple RES, whether DC or AC, makes DG an attractive option due to its numerous economic and environmental benefits. This research proposes an inverter control mechanism that combines Quantitative Feedback Theory (QFT) and Maximum Power Point Tracker (MPPT) control to overcome uncertainties and ensure efficient controllability and stability in AC-DC hybrid DG systems. This research proposes a novel inverter control mechanism that can efficiently manage the output of power output and stability of an AC-DC hybrid MG system. In the simulation process, the simulation model was divided into several segmental modules interconnected with a controller. In this approach, the proposed inverter mechanism can connect both DC and AC modular RES and convert them to a fixed 400V DC. The Maximum Power Point Tracking (MPPT) control method is then applied to optimize the output power, while the Quantitative Feedback Theory (QFT) control mechanism adjusts power based on the demands from distributed generation (DG) or ESS. The excess power is stored in the energy storage systems if there is no immediate demand. The proposed model was simulated using MATLAB, and the results demonstrate the control strategy effect in maintaining grid stability and maximizing power output, outperforming the benchmark studies from RES. The innovation of this research lies in developing a comprehensive control mechanism capable of effectively managing the complexities of a modular structured RES microgrid system. The total harmonic distortion (THD) analysis is being conducted, keeping the THD percentage minimal. The research found the THD to be 3.80%, which is below the 5.00% standard, aligning with established norms. The proposed control strategy has proven its ability to point out the challenges due to uncertainties in renewable energy systems, making it a promising solution for integrating DG into the power grid.
dc.description.abstractarabicإن التحديات المرتبطة بتوليد الطاقة الكهربائية من المصادر المتجددة وشبكات التوزيع تمثل تحديات كبيرة للباحثين. أنظمة الطاقة الموزعة DG، التي تدمج مصادر الطاقة المتجددة المختلفة (RES)، والتي تشمل الطاقة الشمسية الفوتوفولتية وتوربينات الرياح وخلايا الهيدروجين والميكروتوربينات، تعتبر ذات أهمية من الناحيتين الاقتصادية والبيئية. يتم استخدام محولات هيكلية معيارية بشكل شائع في أنظمة الطاقة الموزعة DG، وهي تمثل جيلًا جديدًا من الأنظمة التي ستدمج قريبًا شبكات من مصادر الطاقة المتجددة (RES). ومع ذلك، فإن الهيكل المعياري ودمج المصادر التي تعمل بالتيار المتردد (AC) والتيار المستمر (DC) يطرح تحديات استقرار يجب التنويه إليها. في محطة التوزيع الفرعية، يتم توصيل الألواح الشمسية الفوتوفولتية (PV) والميكروتوربينات وتوربينات الرياح وخلايا الهيدروجين لتشكيل نظام شبكي يعرف بـ DG. إن دمج مصادر الطاقة المتجددة المتعددة، سواء كانت تعمل بالتيار المستمر أو التيار المتردد، يجعل DG خيارًا اساسياً نظرًا لفوائده الاقتصادية والبيئية العديدة. تقترح هذه الدراسة آلية تحكم في المحول تجمع بين نظرية التغذية الراجعة الكمية (QFT) ووحدة متتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) للتغلب على المشاكل وضمان التحكم الفعال والاستقرار في أنظمة DG الهجينة التي تعمل بالتيار المتردد والتيار المستمر. تقترح هذه الدراسة آلية جديدة للتحكم في المحولات يمكنها إدارة مخرجات الطاقة واستقرار النظام الهجين الذي يعمل بالتيار المتردد والتيار المستمر بكفاءة. تم تقسيم نموذج المحاكاة إلى عدة وحدات متجزئة متصلة بوحدة تحكم. يمكن لآلية المحول المقترحة توصيل مصادر الطاقة المتجددة المعيارية التي تعمل بالتيار المستمر والتيار المتردد وتحويلها إلى تيار مستمر ثابت بقدرة 400 فولت. يتم بعد ذلك استخدام طريقة التحكم بمتتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) لتحسين إنتاج الطاقة، في حين تقوم آلية التحكم بنظرية التغذية الراجعة الكمية (QFT) بضبط الطاقة بناءً على المتطلبات من نظام التوليد الموزع (DG) أو نظام تخزين الطاقة. يتم تخزين الطاقة الزائدة في أنظمة تخزين الطاقة في حالة عدم وجود طلب فوري. تم محاكاة النموذج المقترح باستخدام برنامج MATLAB، وأظهرت النتائج تأثير استراتيجية التحكم في الحفاظ على استقرار الشبكة وزيادة إنتاج الطاقة، متفوقة على الدراسات المرجعية المتعلقة بمصادر الطاقة المتجددة. يكمن النظام المقترح في هذه الدراسة في تطوير آلية تحكم شاملة قادرة على إدارة تعقيدات نظام الشبكة المصغر ذو الهيكل المعياري بكفاءة. تم إجراء تحليل التشويه التوافقي الكلي (THD) مع الحفاظ على نسبة THD عند الحد الأدنى. ووجدت الدراسة أن نسبة THD تبلغ 3.80%، وهي أقل من المعيار البالغ 5.00%، مما يتماشى مع المعايير القياسية المعمول بها. أثبتت استراتيجية التحكم المقترحة قدرتها على تسليط الضوء على التحديات الناجمة عن الشكوك في أنظمة الطاقة المتجددة، مما يجعلها حلاً واعدًا لدمج التوليد الموزع (DG) في شبكة الطاقة.
dc.description.callnumberet TK 1006 K451D 2024
dc.description.identifierThesis : Distributed generation control strategy towards AC-DC hybrid stability analysis / by Khairil Azhar bin Aznan
dc.description.identityG1614783Khairilazharaznan
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineering
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2024.
dc.description.physicaldescription1 online resource (xvi, 167 leaves) ; color illustrations.
dc.description.programmeDoctor of Philosophy in Engineering
dc.identifier.urihttps://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/23168
dc.language.isoen
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2024
dc.subject.lcshDistributed generation of electric power
dc.subject.lcshSmart power grids
dc.titleDistributed generation control strategy towards AC-DC hybrid stability analysis
dc.typedoctoral thesis
dspace.entity.typePublication
oairecerif.author.affiliation#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
G1614783Khairilazharaznan_SEC.pdf
Size:
30.87 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Full text

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
1.71 KB
Format:
Item-specific license agreed to upon submission
Description:

Collections