Simmetrik Təsirlər Altında Şəbəkə Formalaşdırıcı İnverterlərin Dəmirətirici Kontrolunun İncelenmesi

    Şəbəkə formalaşdırıcı (GFM) inverterlər, yenilənən enerjinin elektrik şəbəkəsində istifadəsinin artırılması üçün effektiv bir həll kimi tanınır. Amma, onlar simmetrik qüvvəli təsirlər nəzərə alındığında, sinkron janarqanlara nisbətən fərqli fiziki xüsusiyyətlərə malikdir. Elektron komponentləri qorumaq və ciddi simmetrik təsirlər altında elektrik şəbəkəsinə dəstək olmaq üçün, GFM idarəetmə sistemi aşağıdakı tələbləri yerinə yetirməlidir: elektrik akımının miqdarını məhdudlaşdırmalıdır, avariya akımı verilməlidir və avariyanın bərpa olunması imkanı olmalıdır. Müxtəlif akım məhdudlaşdırma idarəetmə metodları, bu məqsədlərə cavab vermək üçün ədəbiyyatda göstərilmişdir, bu da akım məhdudiyyətləri, virtual impedans və voltaj məhdudiyyətləri daxildir. Bu məqalə bu metodların ümumi bir baxışını verir. Hal-hazırda həll edilməli olan yeni çətinliklər, müvəqqati artıq akım, belirsiz çıxış akım vektoru bucağı, istenməyən akım doyumluğu və geçici artıq voltaj kimi nöqtələr göstərilir.

1.Giriş.

    GFM inverterlərin voltaj mənbəsi davranışı, onların çıxış akımlarının şərqən şərtlərə asılı olmasına səbəb olur. Ortak bağlantı nöqtəsində (PCC) kiçik voltaj düşməsi və ya faz sıçrayışı kimi böyük təsirlər nəticəsində, sinkron janarqanlar genel olaraq 5-7 p.u. artıq akım təmin edə bilərlər [8], amma elektron bazlı inverterlər adətən yalnız 1.2-2 p.u. artıq akım təmin edə bilərlər, bu da onların normal iş prosesindəki kimi voltaj profilini saxlamaqdan onları qoruyur. Akım məhdudiyyətləri, adətən, artıq akım şərtlərində inverterin akım mənbəsi kimi davrandığı zaman, çıxış akım vektoru bucağının regulasiyasına kömək edə bilər ki, bu, avariya akımının təmin edilməsi tələbindən gəlir. Rəqabətən, virtual impedans metodları və voltaj məhdudiyyətləri, ciddi təsirlər nəzərə alınarak, GFM inverterin voltaj mənbəsi davranışını bir qədər qoruyabilir, bu da avtomatik avariya bərpa olunmasına imkan verə bilər. Bu məqalə, bu metodu öyrənir və hal-hazırda həll edilməli olan yeni çətinlikləri, müvəqqati artıq akım, belirsiz çıxış akım vektoru bucağı, istenməyən akım doyumluğu və geçici artıq voltaj kimi nöqtələri aydınlaşdırır.

2.   Akım Məhdudlaşdırma Idarəetmə Metodlarının Temelləri.

    Aşağıdaki şəkil, şəbəkəyə bağlı GFM inverterin sadələştirilmiş elektrik şəmasını göstərir. GFM inverter, daxili voltaj mənbəsi ve və ekvivalent çıxış impedansından ibarətdir. Filtrləmə impedansı, iç dövrə idarəetməsi istifadə ediləndə Ze-nin içində olmayacaq. İç dövrə idarəetməsi istifadə ediləndə, filtrləmə impedansı Ze-nin içində olmayacaq.

3.   Akım Məhdudiyyəti.

     Doymuş akım referensiyası i¯ref hesablanma tarzına görə, üç akım məhdudiyyəti GFM inverterləri üçün adətən istifadə olunur, bu da anid limiter, miqdar limiteri və prioritete dayalı limiteri daxil etməkdir.Anid limitinin illüstrasiyası Fig.(a)-da göstərilmişdir, burada element bazında doyma funksiyası istifadə edilərək doymuş akım referensiyası i¯ref elde edilir. Miqdari limitinin illüstrasiyası Fig. (b)-də göstərilmişdir, burada orijinal akım referensiyası iref-in miqdarı azaldılır. i¯ref-in bucağı iref-in bucağı ilə eyni qalır. Fig. (c) prioritete dayalı limitin prinsipini göstərir, burada hem iref-in miqdarı azaldılır, hem də onun bucağı konkret bir qiymət olan ϕI-yə prioritet verilir. Qeyd edək ki, ϕI, istifadəçi tərəfindən təyin edilən bucaqdır və i¯ref və d-qəbuledən θ-a doğru olan bucağın fərqini təmsil edir.

4.  Virtual Impedans.

    Ciddi təsirlər nəzərə alınarak, voltaj modulasiya referensiyasını doğrudan dəyişən virtual impedans metodu və tez izləməli akım idarəetmə dövrüsü ilə virtual admittance metodu yaxşı akım məhdudlaşdırma performansı göstərə bilər. Rəqabətən, iç dövrə idarəetməsi ilə virtual impedans metodu, voltaj referensiyası vref-in voltaj idarəetmə dövrüsü tərəfindən tez izləndiyi hipotezi əsasında akım məhdudlaşdırır. Voltaj idarəetmə dövrüsünün pass bandı nisbətən aşağı olduğundan, müvəqqati artıq akım müşahidə edilə bilər. Bu problemi həll etmək üçün, virtual impedansı, prioritete dayalı akım məhdudiyyəti və akım miqdarı məhdudiyyəti birləşdirən hibrid akım məhdudlaşdırma metodları təklif olunmuşdur.

5. Voltaj Məhdudiyyəti.

    Voltaj məhdudiyyətləri, voltaj fərqini ∥vPWM−vt∥-ni ∥Zf∥IM-dən kiçik etmək hüququnu hədəfləyir, bu da dış dövrə idarəetməsi tərəfindən yaratılan voltaj referensiyasını dəyişdirir və akım miqdarının məhdudlaşmasını həyata keçirir. Bu metod, belə bir həll təklifi olaraq təqdim edilir, çünki, belə bir şərt altında sistemni instabil edə bilən adaptiv virtual impedansa ehtiyac duymaz. Voltaj məhdudiyyətləri üçün, iç idarəetmə dövrüsü adətən şəffafdır, yəni vPWM=vref. Sonra, bu akım məhdudlaşdırma metodunun ekvivalent elektrik şeması ifadə edilə bilər.