بهبود تسهیم توان راکتیو با استفاده از اصلاح مشخصه‌های افتی در ریزشبکه‌های خودگردان

نویسندگان

دانشگاه آزاد اسلامی نجف آیاد

چکیده

معمولاً از روش‌های افتی برای کنترل ریزشبکه‌های خودگردان استفاده می‌شود. در ریزشبکه‌های جزیره‌ای به‌علت اثرات عدم تطابق امپدانس خط، توان راکتیو با استفاده از روش افتی معمول نمی‌تواند با دقت به اشتراک گذاشته شود. در این مقاله برای بهبود تقسیم توان راکتیو، یک روش کنترل افتی بهبود یافته ارائه شده است. در این روش ریزمنابع با مشخصه‌های معمول توان اکتیو- فرکانس (P-w) و توان راکتیو- ولتاژ (Q-E) کار می‌کنند و در فاصله‌های زمانی ثابتی، شیب مشخصۀ Q-E با انجام فرایند مشخصی به‌گونه‌ای تنظیم می‌شود که خطای تسهیم توان راکتیو کاهش یابد. کارایی و انعطاف‌پذیری روش پیشنهادی با استفاده از نتایج شبیه‌ساز در محیط نرم‌افزاری سیمولینک متلب نشان داده شده است.

کلیدواژه‌ها


[1] Sozer, Y., Torrey, D.A., "Modeling and Control of Utility Interactive Inverters", IEEE Trans. Power Electronics, Vol. 24, No. 11, pp. 2475-2483, Nov. 2009. [2] Emmanuel, M., Rayudu, R., "The Impact of Single-Phase Grid-Connected Distributed Photovoltaic Systems on the Distribution Network Using P-Q and P-V Models", International Journal of Electrical Power and Energy Systems, Vol. 91, pp. 20–33, Oct. 2017. [3] Milis, K., Peremans, H., Passel, S.V., "The impact of policy on microgrid economics: A review", Renew‌ab‌le and Sustainable Energy Reviews, Vol. 81, pp. 3111-3119, Jan. 2018. [4] Kroutikova, N., Hernandez-Aramburo, C., Green, T.C., "State-Space Model of Grid Connected Inverters Under Current Control Mode", IET Electric Power Applicati‌o‌ns, Vol. 1, No. 3, pp. 329-338, May 2007. [5] Iyer, S.V., Belur, M.N., Chandorkar, M.C., "A General-ized Computational Method to Determine Stability of A Multi-Inverter Microgrid", IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 25, No. 9, pp. 2420–2432, Sep. 2010. [6] Lasseter, R.H., "MicroGrids", Proceeding of the IEEE/PESW, Vol. 1, pp. 305-308, Jan. 2002. [7] Saim, A., Mellah, R., Houari, A., Machmoum, M., Djerioui, A., "Adaptive Resonant Based Multi-Loop Control Strategy for Parallel Distributed Generation Units in Standalone Microgrid Application", Electric Power Systems Research, Vol. 143, pp. 262–271, Feb. 2017. [8] Makrygiorgou D.I., Alexandridis, A.T., "Distributed stabilizing modular control for stand-alone microgrids", Applied Energy, Vol. 210, pp. 925-935, Jan. 2018. [9] Guo, F., Iravani, M.R., "A Control Strategy for a Distributed Generation Unit in Grid-Connected and Autonomous Modes of Operation", IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 23, No. 2, pp. 850-859, April 2008. [10] فولادگر، مهدی، رک‌رک، اسماعیل، فانی، بهادر، شاهقلیان، غضنفر، «تحلیل حساسیت مسیر DFIG نسبت به پارامترهای کنترلی در برابر تغییر سرعت باد و تغییر امپدانس خط اتصال DFIG به شبکه»، نشریه روش‌های هوشمند در صنعت برق، دورۀ 5، شمارۀ 20، صفحه 37ـ۵۴، 1393. [11] Bidram, A., Davoudi, A., "Hierarchical Structure of Microgrids Control System", IEEE Trans. on Smart Grid, Vol. 3, No. 12, pp. 1963–1976, Dec. 2012. [12] Guerrero, J.M., Vásquez, J.C., Matas, J., Castilla, M., Vicuña, L.G., "Hierarchical Control of Droop Controlled AC and DC Microgrids—A General Approach Toward Standardization", IEEE Trans. Industrial Electron., Vol. 58, No. 1, pp. 158–172, Jan. 2011. [13] Diaz, G., Gonzalez-Moran, C., Gomez-Aleixandre, J., Diez, A., "Scheduling of Droop Coefficients for Frequency and Voltage Regulation in Isolated Microgrids", IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 25, No. 1, pp.489–496, Feb. 2010 [14] براتی، حسن، امین‌زاده، هادی، «کنترل توان و فرکانس بار مبتنی بر روش کنترلی شیب افتی بهبودیافته در سیستم ترکیبی توربین بادی، فتوولتائیک و پیل سوختی در ریزشبکه‌های مستقل»، نشریه مهندسی و مدیریت انرژی، دورۀ 6، شمارۀ 1، صفحه 28ـ۳۹، 1395. [15] Nasiran, V., Shafiee, Q., Guerrero, J.M., "Droop-Free Distributed Control for AC Microgrids", IEEE Trans. Power Electronics Society, Vol. 31, No. 2, pp. 1600-1617, March 2015. [16] Yu, H., Qian, A., Wang, Sh., "Analysis and Optimization of Droop Controller for Microgrid System Based on Small-Signal Dynamic Mode", IEEE Trans. on Smart Grid, Vol. 7, No. 2, pp. 695-705, March 2016. [17] Li, Y., Nan-Kao, C., "An Accurate Power Control Strategy for Power-Electronics-Interfaced Distributed Generation Units Operating in a Low-Voltage Multibus Microgrid", IEEE Trans. Power Electronics, Vol. 24 No. 12, pp. 2977-2988, Aug. 2009. [18] Rocroc, E., Golshan, M.E.H., "Adaptive Voltage Droop Scheme for Voltage Source Converters in an Islanded Multibus Microgrid", IET Generation, Transmission & Distribution, Vol. 4, No. 5, pp. 562-578, Jan. 2010. [19] Mohamed, Y., El-Saadany, E.F., "Adaptive Decentra-li‌ze‌d Droop Controller to Preserve Power Sharing Stability of Paralleled Inverters in Distributed Gener‌at‌ion Microgrids", IEEE Trans. on Power Electr‌o‌n‌ics, Vol. 23, No. 6, pp. 2806-2816, Nov. 2008. [20] Yao, W., Chen, M., Matas, J., Guerrero, J.M., Qian, Z.M., "Design and Analysis of the Droop Control Method for Parallel Inverters Considering the Impact of the Complex Impedance on the Power Sharing", IEEE Trans. on Industrial Electronic, Vol. 58, No. 2, pp. 576–588, Feb. 2011. [21] Zmood, D.N., Holmes, D.G., "Stationary Frame Current Regulation of PWM Inverters with Zero Steady-State Error", IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 18, No. 3, pp. 814–822, May 2003. [22] کتابی، عباس، زراعتی، مهدی، «تقسیم بار بین اینورترهای موازی میکروگرید با استفاده از روش تک‌سیکلی»، نشریه مهندسی و مدیریت انرژی، دورۀ 4، شمارۀ 3، صفحه 2ـ۱۱، 1393. [23] Tummuru, N.R., Mishra, M.K., srinivas, S., "An Improved Current Controller for Grid Connected Voltage Source Converter in Microgrid Applications", IEEE Trans. Sustainable Energy, Vol. 6, No. 2, pp. 595 – 605, April 2015. [24] Mahood, H., Michaleson, D., Jiang, J., "Accurate Reactive Power Sharing in an Islanded Microgrid Using Adaptive Virtual Impedances", IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 30, No. 3, pp. 1606-1617, March 2015. [25] Xin, H., Zhang, L., Wang, Z., Gan, D., Wong, K.P., "Control of Island AC Microgrids Using A Fully Distributed Approach", IEEE Trans. on Smart Grid, Vol. 6, No. 2, pp. 943–945, March 2015. [26] Arefifar, S., Abde-Rady, Y., Mohamed, I., "Probabil-istic Optimal Reactive Power Planning in Distribution Systems With Renewable Resources in Grid-Connected and Islanded Modes", IEEE Trans. Industrial Electronics, Vol. 61, No.11, pp. 5830-5839, Nov. 2014. [27] Guerrero, J.M., Vicuna, L.G., Matas, J., Castilla, M., Miret, J., "Output Impedance Design of Parallel-Connected UPS Inverters with Wireless Load Sharing Control", IEEE Trans. on Industrial Electron., Vol. 52, No. 4, pp. 1126– 1135, Aug. 2005.