Recensio de Controlling Current-Limiting Grid-Forming Inverterum Sub Symmetricis Disturbantiis

    Inverters formantes rete (GFM) sunt recogniti ut solutio viable ad augmentandum penetrationem energiarum renovabilium in systematibus potestatis magnae. Tamen, corporaliter differunt a generatoribus synchronis in terminis capacitatis overcurrent. Ut protegant dispositiva semiconductora et subveniant rete potestatis sub disturbationibus symmetris severis, systemata controlis GFM debent posse consequere sequentes requirementa: limitationem magnitudinis currentis, contributionem currentis fault, et capacitatem recovery post fault. Diversi methodi controlis limitandi currentem sunt reportati in litteratura ad implendos hos fines, includentes limitatores currentis, impedimenta virtualia, et limitatores voltage. Hoc scriptum praebet overview harum methodorum. Emergentes provocationes quae oportet adhiberi, inter quas overcurrent temporaria, angulus vectoris currentis output non specificatus, saturatio currentis indesiderata, et overvoltage transitoria, sunt indicatae.

1.Introduction.

    Comportamentum fontis voltage GFM inverters facit eorum currentes output altissime dependentes conditionibus externis systematis. Sub disturbationibus magnis sicut voltage drops vel phase jumps at puncto common coupling (PCC), generatoribus synchronis generaliter possunt suppeditare 5–7 p.u. overcurrent [8], dum inverteres basati super semiconductores possunt tantum gerere 1.2–2 p.u. overcurrent typice, quod prohibet eos a maintinendo profilem voltage sicut in operatione normali. Limitatores currentis solent facere inverter ut comportetur ut fontis currentis tempore conditionum overcurrent, quod potest facilitare regulationem anguli vectoris currentis output ad satisfaciendum requiremento contributionis currentis fault. In comparatione, methodi impedimenti virtualis et limitatores voltage possunt maintinere comportamentum fontis voltage GFM inverter ad aliquam extentum sub disturbationibus severis, quod permittit automaticam recovery post fault. Hoc scriptum review illorum methodorum et identificat emergentes provocationes quae oportet adhiberi, inter quas overcurrent temporaria, angulus vectoris currentis output non specificatus, saturatio currentis indesiderata, et overvoltage transitoria.

2.   Basics of Current-Limiting Control Methods.

    Figura sequens monstrat modello circuiti simplificatum GFM inverter grid-tied. GFM inverter constat ex fonte voltage interna ve et impedimento output equivalenti. Impedimentum filter erit inclusum in Ze, si non est utilisatum controlis inner-loop. Cum controlis inner-loop utitur, impedimentum filter non erit inclusum in Ze.

3.   Current Limiter.

     Ex modo quo i¯ref calculatur, tres limitatores currentis communiter utilitati pro GFM inverters, includentes instantaneum limiter, magnitude limiter, et priority-based limiter. Illustratio instantanei limitoris ostenditur in Fig.(a), quae utitur functione saturationis element-wise ad consequendum i¯ref saturatum. Illustratio magnitude limitoris data est in Fig. (b), quae tantum diminuit magnitudinem originalis reference currentis iref. Angulus i¯ref manet idem sicut iref. Fig. (c) monstrat principium limitoris priority-based, qui non solum diminuit magnitudinem iref sed etiam priorizat suum angulum ad valorem specificum ϕI. Nota quod ϕI est angulus definitus ab usuari, qui representat differentiam angularem inter i¯ref et d-axis orientatum ad θ.

4.  Virtual Impedance.

    Methodus impedimenti virtualis quae directe modificat referentiam modulationis voltage et methodus admittentiae virtualis cum loop controlis currentis fast-tracking possunt consequere bonam performance limitationis currentis sub disturbationibus severis. In comparatione, methodus impedimenti virtualis cum controlis inner-loop consequit limitationem currentis ex hypothesi quod referentia voltage vref possit celeriter trackari per loop controlis voltage. Quoniam bandwidth loop controlis voltage est relativiter parvus, overcurrent temporaria observari potest. Ad hoc negotium tractandum, methodi hybrid current-limiting qui combiniunt impedimentum virtuale cum limitatore currentis priority-based et limitatore magnitudinis currentis praebuntur.

5. Voltage Limiter.

    Limitatores voltage tendunt directe reducere differentiam voltage ∥vPWM−vt∥ ad esse minor quam ∥Zf∥IM, quae modificat referentiam voltage generatam per controlis outer-loop ad realisandum limitationem magnitudinis currentis. Hoc methodus est suggesta solutio cum non requirat impedimentum virtuale adaptivum quod potest destabilizare systema sub certis conditionibus. Pro limitatoribus voltage, loop controlis inner est communiter transparent, i.e., vPWM=vref. Sequenter, diagramma circuiti equivalentis huius methodi current-limiting exprimi potest.