Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô hình hóa và phân tích hệ thống tích hợp PV ba pha dựa trên hiệu ứng tương tác điều khiển với các bộ chuyển đổi điện tử công suất
Tóm tắt
Sự tương tác giữa các bộ điều khiển với các bộ chuyển đổi điện tử công suất trong hệ thống PV kết nối lưới ba pha một giai đoạn (SSTP) là không thể tránh khỏi trong việc duy trì chất lượng điện năng trong lưới điện. Đồng thời, việc kiểm soát hoạt động của chu kỳ làm việc trong các giao diện điện tử công suất phải liên tục điều chỉnh để đạt được mục tiêu, gây ra sự dao động trong hệ thống chủ yếu do ảnh hưởng lớn từ sự biến đổi của các tham số đầu vào. Động lực học do những tương tác điều khiển này cần được nghiên cứu với mô hình toán học để cung cấp kiểm soát hiệu quả. Trong bài báo này, một mô hình toán học động bao gồm ảnh hưởng của tần số chuyển mạch đối với hệ thống PV kết nối lưới SSTP được đề xuất thông qua phương pháp mô hình động dựa trên trung bình đa tần số (MFA). Từ mô hình toán học thu được, các chi tiết rộng rãi hoặc động lực hiện có trong hệ thống có thể được nghiên cứu gần như chính xác. Trong mô hình động dựa trên MFA, khai triển chuỗi Fourier của tín hiệu (tín hiệu điện áp và dòng điện) được suy ra từ đó bội số tích phân (hoặc harmonic) của tín hiệu đó có thể được xem xét. Ổn định được phân tích cho mô hình động thu được với các thông số thiết kế của hệ thống PV kết nối lưới 100 kW bằng phương pháp Lyapunov. Ảnh hưởng của tần số chuyển mạch và nhiễu loạn điện áp lưới lên sự ổn định của hệ thống có thể được nghiên cứu với mô hình động thu được, sao cho phương pháp dựa trên Lyapunov ước lượng ranh giới (vùng thu hút) cho sự ổn định của hệ thống PV kết nối lưới SSTP bằng cách bao gồm hành vi gợn sóng trong mô hình.
Từ khóa
#Hệ thống PV #chuyển đổi điện tử công suất #mô hình động #phương pháp Lyapunov #ổn định hệ thốngTài liệu tham khảo
Mahdavi J, Emaadi A, Bellar M and Ehsani M 1997 Analysis of power electronic converters using the generalized state-space averaging approach. IEEE Trans. Circuits Syst. I Fundam. Theory Appl. 44: 767–770
Wang Q, Yao W, Fang J, Ai X, Wen J, Yang X, Xie H and Huang X 2020 Dynamic modeling and small signal stability analysis of distributed photo-voltaic grid-connected system with large scale of panel level DC optimizers. Appl. Energy 259: 1–21
Khazaei Javad, Zhenghong Tu and Liu Wenxin 2020 Small-signal modeling and analysis of virtual inertia-based PV systems. IEEE Transactions on Energy Conversion. 35: 1129–1138
Hu C, Chen K, Luo S, Zhou B and Ding L 2017 Small signal modeling and stability analysis of virtual synchronous generators. 20th International Conference on Electrical Machines and Systems, Sydney, NSW, Australia
Alsiraji H A, Radwan A A A and El-Shatshat R 2018 Modelling and analysis of a synchronous machine-emulated active intertying converter in hybrid AC/DC microgrids. IET Gener. Transmiss. Distrib. 12: 2539–2548
Li Z and Shahidehpour M 2019 Small-signal modeling and stability analysis of hybrid AC/DC microgrids. IEEE Trans. Smart Grid. 10: 2080–2095
Zhang M, Zhang X L, Xia L L, Ma S X and Pan Y 2015 Modeling and analysis of the inverter type high voltage power supply with duty cycle modulation. IEEE 26th Symposium on Fusion Engineering (SOFE), USA
Shahil Shah, Przemyslaw Koralewicz, Vahan Gevorgian and Robb Wallen 2018 Large-Signal Impedance Modeling of Three-Phase Voltage Source Converters. National Renewable Energy Laboratory (NREL), USA
Kroutikova N, Hernandez-Aramburo C A and Green T C 2007 State-space model of grid-connected inverters under current control mode. The Institution of Engineering and Technology. 1: 329–338
Jatskevich Davoudi J and De Rybe T 2006 Numerical state-space average-value modeling of PWM DC-DC converters operating in DCM and CCM. IEEE Trans. Power Electron. 21: 1003–1012
Hyun D Y, Lim C S, Kim R Y and Hyun D S 2013 Averaged modeling and control of a single-phase grid-connected two-stage inverter for battery application. Proc. IEEE IECON. 487–492
Kanaan H Y, Hayek A, Georges S and AI-Haddad K 2006 Averaged Modelling Simulation and Linear Control Design of a PWM Fixed Frequency Three-Phase Four-Wire Shunt Active Power Filter for a Typical Industrial Load. Proc. 3rd IEEE International Conference on Power Electronics Machines and Drives (PEMD '06). 04–06
Davari M, Pourshoghi A R, Salabeigi I, harehpetian G B and Fathi S H 2009 A New Nonlinear Controller Design Using Average State Space Model of the Inverter-Based Distributed Generation to Mitigate Power Quality Problems. International Conference on Electronic Machines and Systems, pp. 1–5
Ravi A, Manoharan P S and Anand J V 2011 Modeling and simulation of three phase multi-level Inverter for grid connected photovoltaic systems. Solar Energy. 85: 2811–2818
Ayachit A and Kazimierczuk V 2019 Averaged small-signal model of PWM DC-DC converters in CCM including switching power loss. IEEE Transactions on Circuits and Systems. 66: 262–266
Zhang K, Shan Z and Jatskevich J 2017 Large- and small-signal average-value modeling of dual-active-bridge DC–DC converter considering power losses. IEEE Trans. Power Electron. 32: 1964–1974
Azer Peter and Emadi Ali 2020 Generalized state space average model for multi-phase interleaved buck, boost and buck-boost DC-DC converters: transient, steady-state and switching dynamics. IEEE Access. 8: 77735–77745
Mueller J A and Kimball J W 2018 An improved generalized average model of DC–DC dual active bridge converters. IEEE Trans. Power Electron. 33: 9975–9988
Sakinci O C and Beerten J 2019 Generalized dynamic phasor modeling of the MMC for small-signal stability analysis. IEEE Trans. Power Del. 34: 991–1000
Shi Ying, YueSun Junliang Liu and Xiong Du 2021 Model and stability analysis of grid-connected PV system considering the variation of solar irradiance and cell temperature. International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 131: 1–13
Malarvili S and Mageshwari S 2021 Lyapunov-Krasovskii Based Stability Analysis of SSSP Grid Connected Photovoltaic System. IEEE Conference on Smart Generation Computing, Communication and Networking (SMARTGEN), India
Siby Jose Plathottam, Shrirang Abhyankar and Puspal Hazra 2019 Dynamic Modeling of Solar PV Systems for Distribution System Stability Analysis. IEEE Power & Energy Society Innovative Smart Grid Technologies Conference (ISGT)
Subroto R K, Ardhenta L and Sari S N 2018 Lyapunov based estimator for buck converter. 2018 Electrical Power Electronics Communications Controls and Informatics Seminar (EECCIS). 287–292
Marx D, Magne P, Nahid-Mobarakeh B, Pierfederici S and Davat B 2011 Large signal stability analysis tools in DC power systems with constant power loads and variable power loads—A review. IEEE Transactions on Power Electronics. 27: 1773–1787
Nikolaidis Vassilis C, Tsimtsios Aristotelis M and Safigianni Anastasia S 2018 Investigating particularities of infeed and fault resistance effect on distance relays protecting radial distribution feeders with DG. IEEE Access. 6: 11301–11312