Pagsusi sa Pagkontrol sa Limitasyon sa Kuryente sa Grid-Forming Inverters Sa Tima sa Simetric nga Disturbance

    An mga inverter nga grid-forming (GFM) gitukod isip usa ka makabuluhang solusyon aron mapataas ang pagpasok sa renewable energy sa bulk power systems. Subalit, sila adunay fisikal nga kakaibahan gikan sa synchronous generators samtang ang ilang overcurrent capability. Aron protektahan ang mga power semiconductor devices ug suportahan ang power grid bahin sa severe symmetrical disturbances, ang GFM control systems dapat makuha ang sumala nga mga requirements: current magnitude limitation, fault current contribution, ug fault recovery capability. Ang iba't ibang mga current-limiting control methods gisulti sa literatura aron matuman aning mga goals, kasagaran ang current limiters, virtual impedance, ug voltage limiters. Ang paper niini nagpakita og overview sa tanang mga metodos. Ang emerging challenges nga kinahanglan batasan, sama sa temporary overcurrent, unspecified output current vector angle, undesired current saturation, ug transient overvoltage, gipahibalo.

1.Introduction.

    Ang voltage source behavior sa GFM inverters magpadepende gyud sa ilang output currents sa external system conditions. Sa dako nga disturbances sama sa voltage drops o phase jumps sa point of common coupling (PCC), ang synchronous generators, sa general, mahimo mopasabot og 5–7 p.u. overcurrent [8], samtang ang semiconductor-based inverters mahimo ra mopasabot og 1.2–2 p.u. overcurrent sa karanihan, nga nagpapaila sa ilang kapabilidad sa pag-maintain sa voltage profile sama sa normal operation. Ang current limiters madalas maghimo sa inverter nga magbehavio isip usa ka current source sa panahon sa overcurrent conditions, nga makapadali sa regulation sa output current vector angle aron matuman ang fault current contribution requirement. Sa pagkomparyo, ang virtual impedance methods ug voltage limiters mahimo modawat sa voltage source behavior sa GFM inverter sa usa ka tiyak nga level sa panahon sa severe disturbances, nga mao ang mahimong mogamit sa automatic fault recovery. Ang paper niini nagreview sa tanan nga metodos ug nagsiling sa emerging challenges nga kinahanglan batasan, sama sa temporary overcurrent, unspecified output current vector angle, undesired current saturation, ug transient overvoltage.

2.   Basics of Current-Limiting Control Methods.

    Ang sumala nga figure nagpakita og simplified circuit model sa usa ka grid-tied GFM inverter. Ang GFM inverter gisulay isip usa ka internal voltage source ve ug equivalent output impedance. Ang filter impedance mosama sa Ze, kon walay inner-loop control gamiton. Kon inner-loop control gamiton, ang filter impedance dili mosama sa Ze.

3.   Current Limiter.

     Batason sa pamaagi sa pagkuha sa saturated current reference i¯ref, tulo ka mga current limiter kasagaran gigamit alang sa GFM inverters, sama sa instantaneous limiter, magnitude limiter, ug priority-based limiter. Ang illustration sa instantaneous limiter gihatag sa Fig.(a), nga gigamit og element-wise saturation function aron matuman ang saturated current reference i¯ref. Ang illustration sa magnitude limiter gihatag sa Fig. (b), nga lang mas pasabot sa magnitude sa original current reference iref. Ang angle sa i¯ref gi-maintain sama sa iref. Ang Fig. (c) nagpakita sa principle sa priority-based limiter, nga dili lang mas pasabot sa magnitude sa iref apan prioritizes usab ang iyang angle ngadto sa specific value ϕI. Pahibaloa nga ϕI usa ka user-defined angle nga representa sa angle difference tali sa i¯ref ug ang d-axis oriented to θ.

4.  Virtual Impedance.

    Ang virtual impedance method nga direkta mo-modify sa voltage modulation reference ug ang virtual admittance method uban sa fast-tracking current control loop mahimo mopasabot og maayo nga current limitation performance kon severe disturbances mogamit. Sa pagkomparyo, ang virtual impedance method uban sa inner-loop control nagpasabot og current limitation batas sa hypothesis nga ang voltage reference vref mahimo mapasabot sa voltage control loop. Tungod kay ang bandwidth sa voltage control loop adunay kauban nga low, temporary overcurrent mahimo mapasabot. Aron mobati kining issue, ang hybrid current-limiting methods nga gibinyagan sa virtual impedance uban sa priority-based current limiter ug current magnitude limiter gipresentar.

5. Voltage Limiter.

    Ang mga voltage limiters nag-aim sa direkta nga mababaon ang voltage difference ∥vPWM−vt∥ aron mas baba pa kaysa ∥Zf∥IM, nga modify sa voltage reference gihimo sa outer-loop control aron matuman ang current magnitude limitation. Kini usa ka suggested solution tungod kay wala na kini magkinahanglan og adaptive virtual impedance nga mao ang mabati sa sistema sa tiyak nga kondisyon. Alang sa voltage limiters, ang inner-control loop kasagaran transparent, i.e., vPWM=vref. Sumala, ang equivalent circuit diagram sa kini nga current-limiting method mahimo mogamit.