بهبود پایداری سیگنال‌کوچک ریزشبکه‌های جزیره‌ای با افزودن گزینشی ضرایب دینامیکی به مشخصه‌ی کنترل افتی تعدادی از منابع اینورتری

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی برق - دانشگاه شهید بهشتی

2 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر - دانشگاه تهران

چکیده

در این مقاله، استفاده از ضرایب دینامیکی گزینشی در مشخصه کنترل افتی تعدادی از منابع اینورتری در بهبود پایداری سیگنال‌کوچک ریزشبکه‌های جزیره‌ای مبتنی‌بر اینورتر بررسی می‌شود؛ هدف از این کار رسیدن به یک بهبود قابل‌قبول در پایداری سیگنال کوچک ریزشبکه‌ها با انتخاب کم‌ترین تعداد ممکن از منابع اینورتری به‌منظور استفاده از ضرایب دینامیکی کنترل افتی در آن‌ها است. ابتدا معادلات حالت جامع ریزشبکه‌های جزیره‌ای مبتنی‌بر منابع اینورتری براساس معادلات خطی‌سازی‌شده‌ی آن‌ها محاسبه می‌شود. سپس با درنظرگرفتن یک ریزشبکه‌ی نمونه، با استفاده از تحلیل حساسیت برروی قطب‌های فرکانس‌پایین کم‌میرای این ریزشبکه، آن دسته از منابع اینورتری مشخص می‌شود که بتوان صرفاً با افزودن ضرایب دینامیکی به مشخصه کنترل افتی این منابع، میرایی نوسان‌های توان منابع ریزشبکه را به شکل قابل‌توجهی بهبود داد. برای ارزیابی تأثیر ضرایب دینامیکی گزینشی، یک شبیه‌سازی از ریزشبکه‌ی مورد مطالعه در محیط نرم‌افزار PLECS فراهم شده‌است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Improvement of Small Signal Stability of Islanded Microgrids by Adding the Selective Dynamic Droop Gains

نویسندگان [English]

  • M. Mansouri Takantape 1
  • M. Hamzeh 2
1 Faculty of Electrical Engineering, University of Shahid-Beheshti, Tehran, Iran
2 Faculty of Electrical Engineering, University of Shahid-Beheshti, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this paper, the improvement of small signal stability of islanded inverter-based microgrids by selective dynamic gains of droop are discussed. An acceptable improvement must be reached by using the possible minimum number of voltage source inverters in order to adding the proper dynamic gains to their droop characteristic. First, using the linearized equations of inverter-based islanded microgrids, a state-space equation of islanded microgrids is presented. Then, a microgrid test system is considered and a sensitivity analysis is applyied to its low-frequency eigenvalues wih a low damping factor. Using the sensitivity analysis, the more effective voltage source inverters are identifiyed such that the addition of proper dynamic gains only to their droop characteristic can increase the damping of low-frequency power oscillations of microgrid. A simulation study is carried out in order to verify the effectiveness of selective dynamic gains of droop in PLECS software.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Droop method
  • dynamic gains of droop
  • eigenvalue analysis
  • islanded microgrid
  • power-sharing
  • sensitivity analysis
  • small signal stability
  • voltage source inverter

مراجع

   [1]      S. Rahman, "Going green - the growth of renewable energy," in IEEE Power and Energy Magazine, vol. 99, no. 6, pp. 16-18, Nov.-Dec. 2003.
   [2]      http://www.satba.gov.ir/fa/aboutorganization/introduction/histo-ry.
   [3]      M. Olken, "Distributing the load: distributed resources bring generation close to home," in IEEE Power and Energy Magazine, vol. 2, no. 3, pp. 4-6, May-June 2004.
  [4]    سید عباس صارمی حصاری، محسن حمزه و احمد سالم‌نیا،
«بهبود عملکرد دینامیکی و استاتیکی سیستم تقسیم توان
در ریزشبکه‌ها در حالت جزیره‌ای»، مجله مهندسی برق
دانشگاه تبریز، جلد 46،شماره 1، صفحات 233-243، سال 1395.
   [5]      I. Y. Chung, W. Liu, D. A. Cartes, E. G. Collins and S. I. Moon, "Control methods of inverter-interfaced distributed generators in a microgrid system," in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 46, no. 3, pp. 1078-1088, May-june 2010.
   [6]      A. Kahrobaeian and Y. A. R. I. Mohamed, "Analysis and mitigation of low-frequency instabilities in autonomous medium-voltage converter-based microgrids with dynamic loads," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 61, no. 4, pp. 1643-1658, April 2014.
   [7]      N. Bottrell, M. Prodanovic and T. C. Green, "Dynamic stability of a microgrid with an active load," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 28, no. 11, pp. 5107-5119, Nov. 2013.
   [8]      N. Pogaku, M. Prodanovic, and T. C. Green, “Modeling, analysis and testing of autonomous operation of an inverter-based microgrid,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 22, no. 2, pp. 613–625, Mar. 2007.
  [9]    امین رنجبران، و محمود عبادیان،
«ارائه روش کنترلی به منظر تنظیم دقیق ولتاژ بار و تقسیم دقیق توان‌های اکتیو و راکتیو ریزشبکه»، مجله مهندسی برق
دانشگاه تبریز، جلد 47،شماره 3، صفحات 1047-1058، سال 1396.
[10]      J. M. Guerrero, L. G. de Vicuna, J. Matas, M. Castilla and J. Miret, "A wireless controller to enhance dynamic performance of parallel inverters in distributed generation systems," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 19, no. 5, pp. 1205-1213, Sept. 2004.
[11]      Y. Han, H. Li, P. Shen, E. A. A. Coelho and J. M. Guerrero, "Review of Active and Reactive Power Sharing Strategies in Hierarchical Controlled Microgrids," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 32, no. 3, pp. 2427-2451, March 2017.
[12]      A. U. Krismanto, N. Mithulananthan and A. Lomi, "Dynamic droop control in microgrid for stability enhancement considering RES variation," IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe (ISGT-Europe), Torino, 2017, pp. 1-6.
[13]      J. M. Guerrero, J. Matas, L. Garcia de Vicuna, M. Castilla and J. Miret, "Decentralized control for parallel operation of distributed generation inverters using resistive output impedance," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 54, no. 2, pp. 994-1004, April 2007.
[14]      J. M. Guerrero, M. Chandorkar, T. L. Lee and P. C. Loh, "Advanced control architectures for intelligent microgrids-part I: decentralized and hierarchical control," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 60, no. 4, pp. 1254-1262, April 2013.
[15]      Y. A. R. I. Mohamed and E. F. El-Saadany, "Adaptive decentralized droop controller to preserve power sharing stability of paralleled inverters in distributed generation microgrids," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 23, no. 6, pp. 2806-2816, Nov. 2008.
[16]      P. Kundur, Power System Stability and Control. New York: McGraw- Hill, 1994.
[17]      F. Katiraei, R. Iravani, N. Hatziargyriou and A. Dimeas, "Microgrids management," in IEEE Power and Energy Magazine, vol. 6, no. 3, pp. 54-65, May-June 2008.
[18]      M. Eskandari, L. Li and M. H. Moradi, "Decentralized Optimal Servo Control System for Implementing Instantaneous Reactive Power Sharing in Microgrids," in IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol. 9, no. 2, pp. 525-537, April 2018.
[19]      Y. Wang; X. Wang; F. Blaabjerg; Z. Chen, "Small-signal stability analysis of inverter-fed power systems using component connection method," in IEEE Transactions on Smart Grid , vol.PP, no.99, pp.1-1, March 2017.
[20]      R. Majumder, B. Chaudhuri, A. Ghosh, R. Majumder, G. Ledwich and F. Zare, "Improvement of stability and load sharing in an autonomous microgrid using supplementary droop control loop," in IEEE Transactions on Power Systems, vol. 25, no. 2, pp. 796-808, May 2010.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار