গ্রিড-ফর্মিং ইনভার্টারের সমমিতি ব্যাহতি অবস্থায় বর্তমান-সীমাবদ্ধ নিয়ন্ত্রণের একটি পর্যালোচনা

    গ্রিড-ফর্মিং (GFM) ইনভার্টারগুলি বড় পাওয়ার সিস্টেমে পুনরুজ্জীবিত শক্তির বিস্তৃতি বাড়ানোর একটি যথার্থ সমাধান হিসেবে স্বীকৃত। তবে, অতিরিক্ত বিদ্যুৎপ্রবাহ ক্ষমতার দিক থেকে এগুলি সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরগুলির থেকে ভৌতভাবে আলাদা। গুরুতর সমমিতি বিক্ষোভের সময় বিদ্যুৎ সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলিকে সুরক্ষিত রাখার এবং পাওয়ার গ্রিডের সমর্থন করার জন্য, GFM নিয়ন্ত্রণ সিস্টেমগুলি নিম্নলিখিত শর্তগুলি পূরণ করতে সক্ষম হওয়া উচিত: বিদ্যুৎপ্রবাহের পরিমাণ সীমাবদ্ধতা, ফল্ট বিদ্যুৎপ্রবাহের অবদান, এবং ফল্ট পুনরুদ্ধার ক্ষমতা। সাহিত্যে এই লক্ষ্যগুলি পূরণ করার জন্য বিভিন্ন বিদ্যুৎপ্রবাহ-সীমাবদ্ধ নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি রিপোর্ট করা হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে বিদ্যুৎপ্রবাহ সীমাবদ্ধক, ভার্চুয়াল ইমপিডেন্স, এবং ভোল্টেজ সীমাবদ্ধক। এই পেপারে এই পদ্ধতিগুলির একটি সারাংশ প্রদান করা হয়েছে। যে উদ্ভূত চ্যালেঞ্জগুলি প্রশ্ন করা হয়েছে, তার মধ্যে রয়েছে সাময়িক অতিরিক্ত বিদ্যুৎপ্রবাহ, অনির্দিষ্ট আউটপুট বিদ্যুৎপ্রবাহ ভেক্টর কোণ, অনাকাঙ্ক্ষিত বিদ্যুৎপ্রবাহ সম্পূর্ণতা, এবং সাময়িক অতিরিক্ত ভোল্টেজ।

1. পরিচিতি।

    GFM ইনভার্টারগুলির ভোল্টেজ সোর্স আচরণ তাদের আউটপুট বিদ্যুৎপ্রবাহকে বহিরাগত সিস্টেমের অবস্থার উপর বেশি নির্ভরশীল করে তোলে। যখন সাধারণ সংযোগ বিন্দু (PCC) তে ভোল্টেজ হ্রাস বা ফেজ লাফ এর মতো বড় বিক্ষোভ ঘটে, সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরগুলি সাধারণত 5–7 p.u. অতিরিক্ত বিদ্যুৎপ্রবাহ [8] প্রদান করতে পারে, অন্যদিকে সেমিকন্ডাক্টর-ভিত্তিক ইনভার্টারগুলি সাধারণত 1.2–2 p.u. অতিরিক্ত বিদ্যুৎপ্রবাহ প্রদান করতে পারে, যা তাদের সাধারণ পরিচালনার মতো ভোল্টেজ প্রোফাইল রক্ষা করতে বাধা দেয়। বিদ্যুৎপ্রবাহ সীমাবদ্ধকগুলি সাধারণত অতিরিক্ত বিদ্যুৎপ্রবাহ অবস্থায় ইনভার্টারকে একটি বিদ্যুৎপ্রবাহ সোর্স হিসেবে আচরণ করতে বাধ্য করে, যা ফল্ট বিদ্যুৎপ্রবাহ অবদানের দরকার মেটাতে আউটপুট বিদ্যুৎপ্রবাহ ভেক্টর কোণের নিয়ন্ত্রণকে সহজ করতে পারে। তুলনায়, ভার্চুয়াল ইমপিডেন্স পদ্ধতি এবং ভোল্টেজ সীমাবদ্ধক গুরুতর বিক্ষোভের সময় কিছু পরিমাণে GFM ইনভার্টারের ভোল্টেজ সোর্স আচরণ রক্ষা করতে পারে, যা স্বয়ংক্রিয় ফল্ট পুনরুদ্ধারের সুযোগ দিতে পারে। এই পেপারে এই পদ্ধতিগুলি পর্যালোচনা করা হয়েছে এবং যে উদ্ভূত চ্যালেঞ্জগুলি প্রশ্ন করা হয়েছে, তার মধ্যে রয়েছে সাময়িক অতিরিক্ত বিদ্যুৎপ্রবাহ, অনির্দিষ্ট আউটপুট বিদ্যুৎপ্রবাহ ভেক্টর কোণ, অনাকাঙ্ক্ষিত বিদ্যুৎপ্রবাহ সম্পূর্ণতা, এবং সাময়িক অতিরিক্ত ভোল্টেজ।

2. বিদ্যুৎপ্রবাহ-সীমাবদ্ধ নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতির মূল বিষয়।

    নিম্নলিখিত চিত্রে গ্রিড-সংযুক্ত GFM ইনভার্টারের একটি সরলীকৃত সার্কিট মডেল দেখানো হয়েছে। GFM ইনভার্টারটি একটি অভ্যন্তরীণ ভোল্টেজ সোর্স ve এবং সমতুল্য আউটপুট ইমপিডেন্স দ্বারা গঠিত। যদি অভ্যন্তরীণ লুপ নিয়ন্ত্রণ ব্যবহার না করা হয়, তবে ফিল্টার ইমপিডেন্স Ze এর মধ্যে অন্তর্ভুক্ত হবে। যখন অভ্যন্তরীণ লুপ নিয়ন্ত্রণ ব্যবহার করা হয়, তখন ফিল্টার ইমপিডেন্স Ze এর মধ্যে অন্তর্ভুক্ত হবে না।

3. বিদ্যুৎপ্রবাহ সীমাবদ্ধক।

     GFM ইনভার্টারের জন্য সাধারণত তিনটি বিদ্যুৎপ্রবাহ সীমাবদ্ধক ব্যবহার করা হয়, যা স্যাচুরেটেড বিদ্যুৎপ্রবাহ রেফারেন্স i¯ref গণনার উপর ভিত্তি করে, যার মধ্যে রয়েছে তাৎক্ষণিক সীমাবদ্ধক, পরিমাণ সীমাবদ্ধক, এবং প্রাধান্য-ভিত্তিক সীমাবদ্ধক। তাৎক্ষণিক সীমাবদ্ধকের উদাহরণ চিত্র (a) এ দেখানো হয়েছে, যা একটি এলিমেন্ট-ভিত্তিক স্যাচুরেশন ফাংশন ব্যবহার করে স্যাচুরেটেড বিদ্যুৎপ্রবাহ রেফারেন্স i¯ref প্রদান করে। পরিমাণ সীমাবদ্ধকের উদাহরণ চিত্র (b) এ দেখানো হয়েছে, যা মূল বিদ্যুৎপ্রবাহ রেফারেন্স iref এর মাত্রা কেবল হ্রাস করে। i¯ref এর কোণ সেই কোণের মতো থাকে যা iref এর। চিত্র (c) প্রাধান্য-ভিত্তিক সীমাবদ্ধকের নীতি দেখায়, যা শুধুমাত্র iref এর মাত্রা হ্রাস করে না, বরং এর কোণকে একটি নির্দিষ্ট মান ϕI এ প্রাধান্য দেয়। লক্ষ্য করুন যে, ϕI একটি ব্যবহারকারী-নির্ধারিত কোণ যা i¯ref এবং d-অক্ষের মধ্যে কোণের পার্থক্য প্রকাশ করে, যা θ দিয়ে সূচিত হয়।θ.

4. ভার্চুয়াল ইমপিডেন্স।

    গুরুতর বিক্ষোভ ঘটলে ভোল্টেজ মডুলেশন রেফারেন্সকে সরাসরি পরিবর্তন করা ভার্চুয়াল ইমপিডেন্স পদ্ধতি এবং দ্রুত ট্র্যাকিং বিদ্যুৎপ্রবাহ নিয়ন্ত্রণ লুপ সহ ভার্চুয়াল অ্যাডমিট্যান্স পদ্ধতি ভাল বিদ্যুৎপ্রবাহ সীমাবদ্ধ পারফরমেন্স প্রদান করতে পারে। তুলনায়, অভ্যন্তরীণ লুপ নিয়ন্ত্রণ সহ ভার্চুয়াল ইমপিডেন্স পদ্ধতি ভোল্টেজ রেফারেন্স vref কে ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ লুপ দ্বারা দ্রুত ট্র্যাক করা যায় এই অনুমানের উপর ভিত্তি করে বিদ্যুৎপ্রবাহ সীমাবদ্ধতা অর্জন করে। যেহেতু ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ লুপের ব্যান্ডওয়্যাদ সাপেক্ষে কম, তাই সাময়িক অতিরিক্ত বিদ্যুৎপ্রবাহ লক্ষ্য করা যেতে পারে। এই সমস্যার সমাধানের জন্য, প্রাধান্য-ভিত্তিক বিদ্যুৎপ্রবাহ সীমাবদ্ধক এবং বিদ্যুৎপ্রবাহ পরিমাণ সীমাবদ্ধক সহ ভার্চুয়াল ইমপিডেন্সের সংমিশ্রণ বিদ্যুৎপ্রবাহ-সীমাবদ্ধ পদ্ধতি প্রস্তাব করা হয়েছে।

5. ভোল্টেজ সীমাবদ্ধক।

    ভোল্টেজ সীমাবদ্ধকগুলি ভোল্টেজ পার্থক্য ∥vPWM−vt∥ কে ∥Zf∥IM এর চেয়ে কম করার লক্ষ্যে পরিকল্পিত, যা বাহ্যিক লুপ নিয়ন্ত্রণ দ্বারা উৎপাদিত ভোল্টেজ রেফারেন্সকে পরিবর্তন করে বিদ্যুৎপ্রবাহ পরিমাণ সীমাবদ্ধতা অর্জন করে। এই পদ্ধতি একটি প্রস্তাবিত সমাধান হিসেবে প্রস্তাব করা হয়েছে, কারণ এটি নির্দিষ্ট শর্তাধীনে সিস্টেমকে অস্থিতিশীল করতে পারে এমন অ্যাডাপ্টিভ ভার্চুয়াল ইমপিডেন্সের প্রয়োজন না হয়। ভোল্টেজ সীমাবদ্ধকগুলির জন্য, অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ লুপ সাধারণত প্রতিস্পর্ধামূলক, অর্থাৎ, vPWM=vref। এরপর, এই বিদ্যুৎপ্রবাহ-সীমাবদ্ধ পদ্ধতির একটি সমতুল্য সার্কিট ডায়াগ্রাম প্রকাশ করা যেতে পারে।