Την τελευταία δεκαετία η έρευνα στον τομέα των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και των ηλεκτρονικών ισχύος, τόσο σε ακαδημαϊκό όσο και σε βιομηχανικό επίπεδο, έχει στραφεί στο πεδίο των μικροδικτύων συνεχούς τάσης (ΣΤ), τα οποία κερδίζουν συνεχώς έδαφος. Τα πλεονεκτήματά τους, συγκριτικά με τα μικροδίκτυα εναλλασσόμενης τάσης (ΕΤ) έχουν πολλάκις καταγραφεί στη βιβλιογραφία, με τα σημαντικότερα από αυτά να συνοψίζονται στην αυξημένη αξιοπιστία, την υψηλότερη απόδοση και τον απλούστερο έλεγχο. Επιπρόσθετα, στα μικροδίκτυα ΣΤ δεν τίθενται ζητήματα συγχρονισμού και ροής αέργου ισχύος, ενώ και τα προβλήματα που σχετίζονται με την παρουσία αρμονικών συνιστωσών είναι σχετικά περιορισμένα.
Στο πλαίσιο αυτό κινείται η παρούσα διπλωματική εργασία, στην οποία σχεδιάζεται σε περιβάλλον MATLAB/Simulink ένα μικροδίκτυο ΣΤ. Το υπό μελέτη μικροδίκτυο λειτουργεί σε κατάσταση νησιδοποίησης και περιλαμβάνει πηγές ηλεκτρικής ενέργειας (ιδανικές πηγές τάσης, φωτοβολταϊκό πάνελ, συσσωρευτή, γεννήτρια συνεχούς ρεύματος) και μετατροπείς ηλεκτρικής ισχύος (μετατροπέας υποβιβασμού ΣΤ/ΣΤ, μετατροπέας ανύψωσης ΣΤ/ΣΤ, δικατευθυντήριος μετατροπέας ΣΤ/ΣΤ). Ένα μεταβαλλόμενο φορτίο είναι συνδεδεμένο στον κοινό ζυγό του μικροδικτύου.
Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη του ελέγχου του μικροδικτύου ώστε να εξασφαλίζεται η διατήρηση της τάσης στον ζυγό καθώς και η ισότιμη συνεισφορά ισχύος των πηγών για την κάλυψη του φορτίου. Για να συμβεί αυτό, μοντελοποιείται κάθε διάταξη χωριστά και σχεδιάζεται ο έλεγχός της. Στις επιμέρους διατάξεις του μικροδικτύου εφαρμόζονται διάφορες τεχνικές ελέγχου: έλεγχος στροφών για τη γεννήτρια, έλεγχος μεγίστου ρεύματος για τον συσσωρευτή, έλεγχος MPPT για το φωτοβολταϊκό πλαίσιο. Για όλα τα στοιχεία που συνδέονται στον κοινό ζυγό εφαρμόζεται έλεγχος με τη μέθοδο του προσαρμοστικού στατισμού (adaptive droop control). Η ανάλυση και η σχεδίαση αυτού του ελέγχου είναι η κύρια πρόκληση της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας. Στόχος είναι η εξάλειψη των αστοχιών που προκαλούνται από την εφαρμογή της κλασσικής μεθόδου στατισμού, εισάγοντας το δεύτερο επίπεδο του ιεραρχικού ελέγχου. Πλέον, η καμπύλη στατισμού προσαρμόζεται ανάλογα με την απαίτηση του φορτίου, η διακύμανση της τάσης είναι σχεδόν μηδενική ακόμη και κατά τη στιγμή της μεταβολής του φορτίου και επιτυγχάνεται ισότιμη συνεισφορά όλων των πηγών για την κάλυψη των απαιτήσεων του φορτίου.