همایش آروین البرز ETSJR 1 2 Application of Power Converters in Microgrid Systems for Optimal Energy Management and Increased Reliability in Local and Independent Power Supply کاربرد مبدل‌های قدرت در سیستم‌های میکروگرید برای مدیریت بهینه انرژی و افزایش قابلیت اطمینان در تأمین برق محلی و مستقل 1 23 10.22051/jera.2021.31891.2698 FA ایرج کارشناسی ارشد الکترونیک قدرت و ماشین الکتریکی، گروه مهندسی برق قدرت، دانشگاه تفرش، استان مرکزی، ایران. 2025 03 21 Today, with the advancement of renewable energy technologies and the development of distributed generation sources, local and independent power supply systems called microgrids have been proposed as a new solution for the sustainable, reliable and economical supply of electrical energy in urban and rural areas. Microgrids are able to ensure energy supply without complete dependence on the national electricity grid by using a combination of different sources, including solar energy, wind energy, batteries and fossil fuel generators. One of the most critical components in these systems is power converters, which play the role of an intermediary between different energy sources and loads and are responsible for converting, adapting, controlling and optimally managing current and voltage. The main objective of this research is to comprehensively investigate the application of power converters in microgrids, focusing on two important axes: first, optimal energy management and second, increasing the reliability of local and independent power supply. In line with this goal, first, the basic structure and operation of microgrids and the logic of integrating various resources are described, and the determining role of power converters, including DC/AC, DC/DC, and AC/DC converters, in adapting resources to load and system conditions is analyzed. Then, the importance of centralized and decentralized control methods, intelligent energy management, and resource utilization optimization solutions are mentioned. Next, the position of power converters in dealing with load and production fluctuations, network stability in conditions of disconnection from the national grid, and increasing resilience to disturbances are discussed. Also, examples of practical projects implemented in the world, which have demonstrated optimal performance and high reliability even in crises by using a combination of different energy sources, are reviewed. This research emphasizes that the development of high-tech power converters, especially with advanced control capabilities and compatibility with variable energies, will create a bright future for microgrids. New trends such as intelligent control, the use of Internet of Things technologies, and machine learning for energy forecasting and management are also mentioned. Finally, the present study concludes that the targeted and innovative use of power converters not only optimizes energy management in microgrids, but also provides the necessary platform for the provision of stable, resilient, and independent electricity at a local scale. This is of great importance, especially for remote, critical, or deprived areas, and paves the way for the sustainable and resilient development of future power grids. امروزه با پیشرفت فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر و توسعه منابع تولید پراکنده، نظام‌های برق‌رسانی محلی و مستقل موسوم به میکروگریدها (ریزشبکه‌ها) به عنوان راهکاری نوین برای تأمین پایدار، مطمئن و اقتصادی انرژی الکتریکی در مناطق شهری و روستایی مطرح شده‌اند. میکروگریدها قادرند با استفاده از ترکیب منابع مختلف از جمله انرژی خورشیدی، بادی، باتری و ژنراتورهای سوخت فسیلی، تأمین انرژی را بدون وابستگی کامل به شبکه سراسری برق تضمین کنند. یکی از حیاتی‌ترین اجزا در این سیستم‌ها، مبدل‌های قدرت هستند که نقش واسط بین منابع مختلف انرژی و بارها را ایفا نموده و وظیفه تبدیل، تطبیق، کنترل و مدیریت بهینه جریان و ولتاژ را بر عهده دارند. هدف اصلی این پژوهش، بررسی جامع کاربرد مبدل‌های قدرت در میکروگریدها با تمرکز بر دو محور مهم است: نخست مدیریت بهینه انرژی و دوم افزایش قابلیت اطمینان در تأمین برق محلی و مستقل. در راستای این هدف، ابتدا ساختار پایه و عملکرد میکروگریدها و منطق یکپارچه‌سازی منابع گوناگون تشریح شده و نقش تعیین‌کننده مبدل‌های قدرت، اعم از مبدل‌های DC/AC، DC/DC و AC/DC، در تطبیق منابع با شرایط بار و سیستم مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. سپس به اهمیت روش‌های کنترل متمرکز و غیرمتمرکز، مدیریت هوشمند انرژی و راهکارهای بهینه‌سازی بهره‌برداری از منابع اشاره شده است. در ادامه، جایگاه مبدل‌های قدرت در مقابله با نوسانات بار و تولید، پایداری شبکه در شرایط قطع اتصال از شبکه سراسری و افزایش تاب‌آوری در برابر اختلالات مورد بحث قرار گرفته است. همچنین، نمونه‌هایی از پروژه‌های عملی پیاده‌سازی شده در دنیا، که با استفاده از ترکیب منابع مختلف انرژی عملکرد مطلوب و اطمینان‌پذیری بالا را حتی در بحران‌ها نشان داده‌اند، مرور شده است. در این پژوهش تأکید شده که توسعه مبدل‌های قدرت با فناوری بالا، به‌ویژه با امکان کنترل پیشرفته و سازگاری با انرژی‌های متغیر، آینده روشنی را برای میکروگریدها رقم خواهد زد. هم‌چنین به گرایش‌های نوین همچون هوشمندسازی کنترل، استفاده از فناوری‌های اینترنت اشیاء و یادگیری ماشین در جهت پیش‌بینی و مدیریت انرژی اشاره شده است. در نهایت، مطالعه حاضر نتیجه‌گیری می‌کند که بهره‌گیری هدفمند و نوآورانه از مبدل‌های قدرت نه تنها مدیریت انرژی در میکروگریدها را بهینه می‌سازد، بلکه بستر لازم را برای تأمین برق پایدار، مقاوم و مستقل در مقیاس محلی فراهم می‌نماید. این امر، به‌ویژه برای مناطق دورافتاده، بحرانی یا محروم، از اهمیت بالایی برخوردار است و مسیر توسعه پایدار و تاب‌آور شبکه‌های برق آینده را هموار می‌سازد. /downloadfilepdf/169996