مروری بر محاسبه مرجع جریان مبدل های PV متصل به شبکه سه فاز
چکیده
افت ولتاژ نامتعادل شبکه برق می تواند منجر به تزریق جریان نامتعادل غیرسینوسی، نوسانات ولتاژ لینک – dc و نوسانات توان اکتیو/ راکتیو به همراه دو برابر شدن فرکانس پایه ای در سیستم های فوتولتاییک (PV) سه فاز شود. دو برابر شدن نوسانات فرکانس شبکه در لینک-dc اینورترهای PV دو طبقه ای معمولی می تواند سبب بدتر شدن وضعیت خازن لینک- dc شود که یکی از مهم ترین مولفه های محدود کننده طول عمر در سیستم است. روش های کنترلی مناسب این مبدل ها می تواند این مساله را به طور بهینه مورد بررسی قرار دهد. در آن راهکارها، محاسبه مرجع جریان (CRC) یک از مهم ترین مسائلی است که بهتر است همراه با عملکرد قابل اطمینان مبدل های متصل به شبکه در شرایط بروز خرابی های نامتعادل شبکه باشد. بر این اساس، این مقاله روش های موجود CRC را مورد بررسی قرار می دهد و یک روش تولید مرجع جریان ارائه می کند که می تواند 16 حالت منحصر به فرد داشته باشد. همچنین مسائل دیگری نیز در ارتباط با مبدل سه فاز در هر حالت مورد بررسی قرار می گردد. عملکرد روش CRC توسط روش هایی براساس شبیه سازی ها در شرایط افت ولتاژ نامتعادل تایید می شود و مورد مقایسه قرار می گیرد.
1. مقدمه
الکترونیک قدرت عنصر کلیدی در یکپارچه سازی سیستم های انرژی تجدیدپذیر است [1-9]. با افزایش پذیرش سیستم های فوتوولتاییک (PV) متصل به شبکه، تاکید زیادی بر رفتارهای دینامیکی آن ها و تاثیرات بر شبکه عمومی شده است [10-17]. براین اساس، بیشتر کشورها دستورالعمل های شبکه ای خود را برای بهره گیری از این ظرفیت عظیم به منظور بهبود پایداری شبکه برق در حین خرابی شبکه اصلاح کرده اند [18,19]. این الزامات جدید سیستم های تولید توزیع شده را برای اتصال ماندن به شبکه و تزریق توان راکتیو در شرایط بروز خرابی تقویت کرده است [20-24]. تا به امروز مجموعه عظیمی از مقالات فنی درباره عملکرد توربین های بادی در شرایط بروز خرابی ارائه شده است [25,26]. این مسائل در حال حاضر در سیستم های PV مورد بررسی قرار می گیرند [27-32] چرا که ظرفیت توان یک سیستم PV منحصر به فرد نیز در حال افزایش است. شناسایی افت ولتاژ، محدودیت جریان، محاسبه مرجع جریان، نوسان توان اکتیو و راکتیو و نوسان ولتاژ لینک-dc از جمله مهم ترین مسائل هستند. علاوه بر این، آن ها مسائل کلیدی در عملکرد صحیح مبدل های PV متصل به شبکه در شرایط بروز خرابی هستند [33]. در بین این مسائل، محاسبه مرجع جریان (CRC) نقش بسیار مهمی در اغناء نیازمندی های شبکه به ویژه در شرایط بروز خرابی ایفا می کند.
Abstract
Unbalanced grid voltage dips may lead to unbalanced non-sinusoidal current injections, dc-link voltage oscillations, and active and/or reactive power oscillations with twice the grid fundamental frequency in three-phase grid-connected Photovoltaic (PV) systems. Double grid frequency oscillations at the dclink of the conventional two-stage PV inverters can further deteriorate the dc-link capacitor, which is one of the most lifelimiting components in the system. Proper controls of these converters may efficiently address this problem. In those solutions, Current Reference Calculation (CRC) is one of the most important issues that should be coped with for a reliable operation of gridconnected converters under unbalanced grid faults. Accordingly, this paper reviews the existing CRC methods and presents a current reference generation method, which can have 16 unique modes. Issues are also investigated in this paper that the two-stage three-phase converter faces in each mode. The performance of the CRC method is verified and compared to the prior-art methods by simulations under unbalanced voltage dips.
I. INTRODUCTION
Power electronics is a key for the integration of renewable energy systems [1-9]. With an increasing adoption of gridconnected Photovoltaic (PV) systems, a strong emphasis is placed on their dynamic behaviors and impacts on the public grid [10-17]. Accordingly, most countries have revised their grid codes to utilize this huge capacity to improve the grid stability during grid faults [18, 19]. These new requirements enforce distributed generation systems to remain connected to the grid and inject reactive power to the grid under fault incidents [20-24]. Up to now, a vast array of technical literature has been presented on the performance of wind turbines under grid faults [25, 26]. These issues are now gaining more considerations in PV systems [27-32], as the power capacity of an individual PV system is also increasing. Detection of voltage sags, current limitation, current reference calculation, active and reactive power oscillation, and dc-link voltage oscillation are among the important issues. In addition, they are the key issues to a proper operation of grid-connected PV converters under faults [33]. Among them, the Current Reference Calculation (CRC) plays the most impressive role to satisfy the grid requirements, especially under unbalanced grid faults.
چکیده
1. مقدمه
2. فرموله کردن مساله
3. روش کنترل
A. روش پیشنهادی CRC عمومی
B. پیاده سازی روش کنترل
4. ارزیابی (نتایج شبیه سازی)
A. روش CRC پیشنهادی
B. روش PNSC
C. روش AARC
D. روش BPSC
E. ارزیابی روش های CRC
5. نتیجه گیری
منابع
Abstract
I. INTRODUCTION
II. PROBLEM FORMULATION
III. CONTROL SCHEME
A. Proposed General CRC Method
B. Implementation of the Control Scheme
IV. BENCHMARKING (SIMULATION RESULTS)
A. Proposed CRC Method
B. PNSC Method
C. AARC Method
D. BPSC Method
E. Benchmarking of the CRC Methods
V. CONCLUSION
- 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