סקירה של בקרת הגבלת זרם של מומתים יוצרים תחת הפרעות סימטריות
מפלי ה-GFM (Grid-forming) מכונים כפתרון жизнеспособный для увеличения проникновения возобновляемой энергии в крупные энергетические системы. עם זאת, הם שונים פיזית מגנרטורים סינכרוניים בהיבט של יכולת זרם עודף. כדי להגן על התקנים הסמיונדוקטיים לתווך את רשת החשמל בתנאי הפרעה סימטריים קשים, מערכות הבקרה של GFM צריכות להיות מסוגלות להשיג את הדרישות הבאות: הגבלת עוצמת הזרם, תרומה לזרם תקלה ויכולת שיקום מתקלה. במאמרים שונים נמצאו מספר שיטות של בקרת הגבלת זרם כדי למלא את המטרות הללו, כולל מגבילי זרם, trở kháng מדומה ומגבילי מתח. מאמר זה מציג סקירה של השיטות הללו. אתגרים חדשים שמופיעים ושצריך להתמודד איתם כוללים זרם עודף זמני, זווית וקטור זרם יוצא לא מוגדרת, 포화 전류 비선호, 과도한 일시적인 과전압.
1. מבוא.
התנהגות מקור מתח של מפלי GFM גורמת לזרמים היוצאים שלהם להיות תלויים מאוד בתנאי מערכת חיצונית. כאשר מתרחשות הפרעות גדולות כגון ירידת מתח או קפיצת מופע בנקודת הקישור המשותפת (PCC), גנרטורים סינכרוניים יכולים בדרך כלל לספק 5-7 p.u. זרם עודף [8], בעוד שמפעלי הפיכת חשמל מבוססי מוליכים למחצה יכולים להתמודד רק עם 1.2-2 p.u. זרם עודף באופן טיפוסי, מה שמונע מהם לשמור על פרופיל המתח כמו בניהול רגיל. מגבילי הזרם בדרך כלל גורמים למפל לפעול כמקור זרם במהלך מצבים של זרם עודף, מה שיכול לעזור בהגדרת זווית הווקטור של הזרם היוצא כדי לעמוד בדרישה לתרומה לזרם תקלה. לעומת זאת, שיטות ההשראת המדומה והמגבילים של מתח יכולים לשמור על התנהגות מקור מתח של מפל GFM一定程度上在严重扰动期间保持GFM逆变器的电压源特性，这可能允许自动故障恢复。本文回顾了这些方法，并指出了需要解决的新挑战，包括临时过流、未指定输出电流矢量角、不希望的电流饱和和瞬态过电压。
2. 限流控制方法的基础。
下图显示了一个并网GFM逆变器的简化电路模型。GFM逆变器由一个内部电压源ve和等效输出阻抗组成。如果没有使用内环控制，则滤波阻抗将包含在Ze中。当使用内环控制时，滤波阻抗将不会包含在Ze中。
3. 电流限制器。
根据饱和电流参考i¯ref的计算方式，通常为GFM逆变器使用三种电流限制器，包括瞬时限制器、幅值限制器和基于优先级的限制器。瞬时限制器的示意图如图(a)所示，它利用逐元素饱和函数来实现饱和电流参考i¯ref。幅值限制器的示意图如图(b)所示，它仅减小原始电流参考iref的幅值。i¯ref的角度与iref相同。图(c)展示了基于优先级的限制器的原理，它不仅减小iref的幅值，还将其角度优先设置为特定值ϕI。请注意，ϕI是用户定义的角度，表示i¯ref与d轴之间的角度差θ。
4. 虚拟阻抗。
直接修改电压调制参考的虚拟阻抗方法以及具有快速跟踪电流控制回路的虚拟导纳方法在发生严重扰动时可以实现良好的电流限制性能。相比之下，具有内环控制的虚拟阻抗方法基于假设电压参考vref可以通过电压控制回路快速跟踪来实现电流限制。由于电压控制回路的带宽相对较低，可能会观察到临时过流。为了解决这个问题，提出了结合虚拟阻抗与基于优先级的电流限制器和电流幅值限制器的混合电流限制方法。
5. 电压限制器。
电压限制器旨在直接减少电压差∥vPWM−vt∥使其小于∥Zf∥IM，通过修改外环控制生成的电压参考来实现电流幅值限制。这种方法是一个建议的解决方案，因为它不需要可能导致系统在某些条件下不稳定的自适应虚拟阻抗。对于电压限制器，内控制回路通常是透明的，即vPWM=vref。随后，可以表达这种电流限制方法的等效电路图。
