تاثیر کوپلینگ های دینامیکی قوی بین واحدهای تولید مبتنی بر VSC و سیستم های قدرت
چکیده
تاثیر واحد تولید مبتنی بر VSC بر مدهای اوسیلاسیون (نوسان) الکترومکانیکی سیستم قدرت (EOM) به دو شکل ظاهر می شود، تغییر شرایط جریان قدرت و کوپلینگ دینامیکی با سیستم های قدرت. مقاله حاضر بر مورد دوم تمرکز می کند. معمولاًکوپلینگهای دینامیکی بین واحدهای تولید مبتنی بر VSC و سیستم های قدرت به خاطر عملکرد عالی کنترل برداری ضعیف تصور شده اند. اما در این مقاله کشف شده است که اگر مد کنترل ولتاژ لینک دی سی VSC بر EOM منطبق باشد، آنگاه کوپلینگ های دینامیکی چشمگیر خواهند بود. تحت شرایط خاص انطباق مودال، دامپینگ یا میرایی EOM تحت تاثیرقرار گرفته، به طور چشمگیری تحلیل خواهد رفت. به علاوه، این گونه استنباط شده است که بین قدرت کوپلینگ های دینامیکی در نقطه انطباق مودال با سطح نفوذ واحد تولید مبتنی بر VSC، همبستگی مثبتی وجود دارد. زمانی که انطباق مودال رخ می دهد، اثر تحلیل دامپینگ (میرایی) با افزایش سطح نفوذ واحد تولید مبتنی بر VSC بدتر می شود. در این مقاله، برای اعتباریابی یافته های بدست آمده، تحلیل نظری و مطالعه موردی مطرح شده است.
1. مقدمه
یکی از راه حل های امیدوارکننده برای پایداری منابع انرژی، بهره برداری از انرژی تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ است. مبدل سورس یا منبع ولتاژ (VSC) به عنوان جذاب ترین روش برای یکپارچگی منابع انرژی تجدیدپذیر در گرید (شبکه) پذیرفته شده است. بنابراین، مطالعه تاثیر واحدهای تولید مبتنی بر VSC بر پایداری سیگنال کوچک در سیستم قدرت از اهمیت بسزایی برخوردار است.
4. نتایج
مقاله حاضر تاثیر کوپلینگ های دینامیکی بین واحدهای تولید مبتنی بر VSC و سیستم های قدرت بر EOMs سیستم قدرت را مورد بررسی قرار می دهد. این گونه استنباط شده است که کوپلینگ های دینامیکی قوی بین VSC رابط (میانی) و سیستم های قدرت زمانی مشاهده می گردد که مد کنترل VSC مرتبط با کنترل ولتاژ لینک دی سی بر EOMs سیستم های قدرت منطبق باشد. در این مقاله، این پدیده، انطباق نمایی یا مودال نامیده شده است. در این مقاله توضیح داده شده است که هنگام وقوع انطباق نمایی، کوپلینگ های دینامیکی قوی اثر مخرب و زیان بخشی بر میرایی EOM تحت تاثیرقرارگرفته می گذارند. به علاوه، بین قدرت انطباق نمایی با سطح نفوذ واحد تولید مبتنی بر VSC، همبستگی مثبتی وجود دارد. به عبارت دیگر، با افزایش سطح نفوذ واحد تولید مبتنی بر VSC، اثر انطباق نمایی افزایش می یابد.
Abstract
The impact of a VSC-based generation unit on power system electro-mechanical oscillation modes (EOMs) is two-fold, changing power flow conditions and dynamically coupling with power systems. This paper focuses on the latter one. Usually the dynamic couplings between VSC-based generation units and power systems are thought to be weak due to the excellent performance of vector control. However, it is discovered in this paper that the dynamic couplings would be tremendous if the DC-link voltage control mode of the VSC coincided with any of the EOMs. Under the special condition of modal coincidence, damping of the affected EOM would be degraded substantially. Furthermore, it is found that the strength of dynamic couplings at the point of modal coincidence is positively correlated to the penetration level of the VSC-based generation unit. The effect of damping deterioration is worsened with the increasing of penetration level of the VSC-based generation unit when modal coincidence occurs. Both theoretical analysis and case study are presented in the paper to validate these findings.
I. INTRODUCTION
The large-scale exploitation of renewable energy is a promising solution for the sustainability of energy supply. Voltage source converter (VSC) has been accepted as the most attractive method for the grid integration of renewable energy sources. Therefore, it is of great significance to study the impact of VSC-based generation units on power system small-signal stability.
IV. CONCLUSIONS
The paper investigates the impact of dynamic couplings between VSC-based generation units and power systems on power system electro-mechanical oscillation modes (EOMs). It is found that strong dynamic couplings between interfacing VSC and power systems are present when the control mode of VSC associated with the DC-link voltage control coincides with any of the EOMs of power systems. This phenomenon is called modal coincidence in this paper. It is demonstrated in the paper that the effect of strong dynamic couplings is detrimental to the damping of the affected EOM when modal coincidence happens. Furthermore, the strength of modal coincidence is positively correlated to the penetration level of VSC-based generation unit. In another word, the effect of modal coincidence is enhanced with the increasing of penetration level of VSC-based generation unit.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. تحلیل نظری
A. مدل خطی واحد تولید مبتنی بر VSC
3. مطالعه موردی
A. تاثیر کوپلینگ های دینامیکی ناشی از تنظیم پارامتر
B. تاثیر کوپلینگ های دینامیکی متاثر از نفوذ PMSG
4. نتایج
Abstract
I. INTRODUCTION
II. THEORETICAL ANALYSIS
A. Linearized Modal of a VSC-based Generation Unit
III. CASE STUDY
A. Impact of Dynamic Couplings as Caused by Paramerter Tuning
B. Impact of Dynamic Couplings as Affected by the Penetration of the PMSG
IV. CONCLUSIONS
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه