การทบทวนการควบคุมการจำกัดกระแสของอินเวอร์เตอร์แบบสร้างกริดภายใต้การรบกวนที่สมมาตร
อินเวอร์เตอร์แบบสร้างกริด (GFM) ถูกยอมรับว่าเป็นทางออกที่เหมาะสมในการเพิ่มการแทรกซ้อนของพลังงานทดแทนในระบบไฟฟ้าขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม พวกเขามีความแตกต่างทางกายภาพจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสในแง่ของความสามารถในการทนกระแสเกิน เพื่อป้องกันอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และสนับสนุนระบบไฟฟ้าภายใต้สภาวะรบกวนที่รุนแรง ระบบควบคุม GFM ควรสามารถบรรลุข้อกำหนดต่อไปนี้ได้: การจำกัดขนาดของกระแส ความร่วมมือในการจ่ายกระแสผิดพลาด และความสามารถในการฟื้นฟูหลังจากเกิดข้อผิดพลาด วิธีการควบคุมการจำกัดกระแสหลายวิธีได้ถูกรายงานในวรรณกรรมเพื่อบรรลุเป้าหมายเหล่านี้ รวมถึงวงจรจำกัดกระแส ความต้านทานเสมือน และวงจรจำกัดแรงดัน บทความนี้นำเสนอภาพรวมของวิธีการเหล่านั้น ปัญหาที่ต้องแก้ไขใหม่ที่ต้องระบุ รวมถึงกระแสเกินชั่วคราว มุมเวกเตอร์ของกระแสที่ไม่ระบุ กระแส satuasi ที่ไม่ต้องการ และแรงดันเกินชั่วคราว
1.บทนำ
พฤติกรรมแหล่งกำเนิดแรงดันของอินเวอร์เตอร์ GFM ทำให้กระแสที่ออกจากอินเวอร์เตอร์ขึ้นอยู่กับสภาพภายนอกของระบบอย่างมาก เมื่อมีการรบกวนขนาดใหญ่ เช่น การลดแรงดันหรือการกระโดดเฟสที่จุดเชื่อมต่อทั่วไป (PCC) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสโดยทั่วไปสามารถจ่ายกระแสเกิน 5–7 p.u. [8] ในขณะที่อินเวอร์เตอร์ที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์สามารถจัดการกับกระแสเกิน 1.2–2 p.u. ได้เท่านั้น ซึ่งทำให้พวกเขาไม่สามารถรักษารูปโพรไฟล์แรงดันเหมือนกับการทำงานปกติได้วงจรจำกัดกระแสโดยทั่วไปจะทำให้อินเวอร์เตอร์แสดงพฤติกรรมเหมือนแหล่งกำเนิดกระแสระหว่างสภาวะกระแสเกิน ซึ่งสามารถอำนวยความสะดวกในการควบคุมมุมเวกเตอร์ของกระแสที่ออกจากอินเวอร์เตอร์เพื่อตอบสนองความต้องการในการจ่ายกระแสผิดพลาด ในทางกลับกัน วิธีการความต้านทานเสมือนและวงจรจำกัดแรงดันสามารถรักษาพฤติกรรมแหล่งกำเนิดแรงดันของอินเวอร์เตอร์ GFM ได้บางส่วนระหว่างสภาวะรบกวนรุนแรง ซึ่งอาจอนุญาตให้มีการฟื้นฟูโดยอัตโนมัติ บทความนี้ตรวจสอบวิธีการเหล่านี้และระบุปัญหาที่ต้องแก้ไขใหม่ รวมถึงกระแสเกินชั่วคราว มุมเวกเตอร์ของกระแสที่ไม่ระบุ กระแส satuasi ที่ไม่ต้องการ และแรงดันเกินชั่วคราว
2.พื้นฐานของวิธีการควบคุมการจำกัดกระแส
รูปภาพต่อไปนี้แสดงโมเดลวงจรที่เรียบง่ายของอินเวอร์เตอร์ GFM ที่เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์ GFM ประกอบด้วยแหล่งกำเนิดแรงดันภายใน ve และความต้านทานเทียบเท่าที่ออกจากอินเวอร์เตอร์ ความต้านทานของฟิลเตอร์จะรวมอยู่ใน Ze หากไม่มีการควบคุมวงจรภายใน เมื่อมีการควบคุมวงจรภายใน ความต้านทานของฟิลเตอร์จะไม่รวมอยู่ใน Ze
3.วงจรจำกัดกระแส
ตามวิธีการคำนวณกระแสอ้างอิงที่อิ่มตัว i¯ref สามวงจรจำกัดกระแสที่ใช้กันทั่วไปสำหรับอินเวอร์เตอร์ GFM ได้แก่ วงจรจำกัดกระแสทันที วงจรจำกัดขนาดกระแส และวงจรจำกัดกระแสตามลำดับความสำคัญ รูปภาพแสดงวงจรจำกัดกระแสทันทีแสดงในรูป (a) ซึ่งใช้ฟังก์ชันการอิ่มตัวแบบองค์ประกอบเพื่อให้ได้กระแสอ้างอิงที่อิ่มตัว i¯ref รูปภาพแสดงวงจรจำกัดขนาดกระแสแสดงในรูป (b) ซึ่งลดขนาดของกระแสอ้างอิงเริ่มต้น iref เท่านั้น มุมของ i¯ref ยังคงเหมือนกับ iref รูป (c) แสดงหลักการของวงจรจำกัดกระแสตามลำดับความสำคัญ ซึ่งนอกจากจะลดขนาดของ iref แล้วยังกำหนดมุมให้เป็นค่าเฉพาะ ϕI โปรดทราบว่า ϕI เป็นมุมที่ผู้ใช้กำหนดซึ่งแสดงถึงความแตกต่างของมุมระหว่าง i¯ref และแกน d ที่มีแนวไปทาง θ
4.ความต้านทานเสมือน
วิธีการความต้านทานเสมือนที่ปรับเปลี่ยนการอ้างอิงการปรับแรงดันและการควบคุมวงจรภายในที่มีวงจรควบคุมกระแสที่ติดตามได้รวดเร็วสามารถบรรลุประสิทธิภาพการจำกัดกระแสได้ดีเมื่อมีการรบกวนรุนแรง ในทางกลับกัน วิธีการความต้านทานเสมือนที่มีวงจรควบคุมภายในสามารถจำกัดกระแสได้บนสมมติฐานว่าการอ้างอิงแรงดัน vref สามารถติดตามได้อย่างรวดเร็วโดยวงจรควบคุมแรงดัน เนื่องจากแบนด์วิธของวงจรควบคุมแรงดันค่อนข้างต่ำ อาจสังเกตเห็นกระแสเกินชั่วคราวได้ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ได้นำเสนอวิธีการจำกัดกระแสผสมผสานระหว่างความต้านทานเสมือนกับวงจรจำกัดกระแสตามลำดับความสำคัญและวงจรจำกัดขนาดกระแส
5.วงจรจำกัดแรงดัน
วงจรจำกัดแรงดันมีเป้าหมายในการลดความแตกต่างของแรงดัน ∥vPWM−vt∥ ให้น้อยกว่า ∥Zf∥IM ซึ่งปรับเปลี่ยนการอ้างอิงแรงดันที่สร้างโดยวงจรควบคุมภายนอกเพื่อจำกัดขนาดของกระแส วิธีการนี้เป็นวิธีการที่แนะนำเนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้ความต้านทานเสมือนที่ปรับได้ซึ่งอาจทำให้ระบบไม่เสถียรภายใต้สภาวะบางอย่าง สำหรับวงจรจำกัดแรงดัน วงจรควบคุมภายในโดยทั่วไปจะโปร่งใส คือ vPWM=vref ต่อมา ได้แสดงแผนภาพวงจรเทียบเท่าของวิธีการจำกัดกระแสแบบนี้
