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ग्रिड-फार्मिंग इनवर्टर्स की समीक्षा पावर सिस्टम संचालन के समर्थन में

IEEE Xplore
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फील्ड: विद्युत मानक
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Canada

    यह पेपर पारंपरिक ग्रिड-फॉलोइंग इनवर्टरों की तुलना में GFM इनवर्टरों की विशेषताओं का एक सारांश प्रस्तुत करता है, और GFM इनवर्टर प्रौद्योगिकियों में हाल की नवीनताओं पर ध्यान आकर्षित करता है, विभिन्न परिस्थितियों में ग्रिड इंटरैक्टिव संचालन के लिए GFM इनवर्टरों के लाभ और अवसरों को सारांशित करता है।

1. GFM इनवर्टरों के कार्य.

      GFM इनवर्टर आमतौर पर वोल्टेज स्रोतों के रूप में डिज़ाइन किए जाते हैं जो विभिन्न GFM कार्यों के माध्यम से पावर ग्रिड के साथ अपने वोल्टेज और फ्रीक्वेंसी को समन्वित रूप से नियंत्रित करते हैं। GFM इनवर्टरों के लिए अन्य GFM कार्य भी विकसित किए गए हैं, जैसे स्व-संकेन्द्रण कार्य, समन्वित नियंत्रण कार्य, बिना बाधा के मोड ट्रांजिशन कार्य, और ब्लैक-स्टार्ट कार्य। स्व-संकेन्द्रण कार्य विशेष रूप से दो-चरणीय DER-आधारित इनवर्टरों के लिए प्रस्तावित किया गया था, DC-लिंक वोल्टेज नियंत्रण को ड्रूप कंट्रोल कार्यों के साथ एकीकृत किया गया था। समन्वित नियंत्रण कार्य असंतुलित ग्रिड परिस्थितियों में इनवर्टरों के संचालन का समर्थन करने के लिए विकसित किया गया था। बिना बाधा के मोड ट्रांजिशन कार्य ग्रिड-संलग्न और द्वीपीय संचालन के बीच एक लचीले संचालन की सुविधा प्रदान करता है। ब्लैक-स्टार्ट कार्य प्रायोज्य विचारों के साथ ब्लैकआउट घटनाओं से पावर ग्रिड की पुनर्स्थापना प्रदान करते हैं। इन कार्यों के लागू होने से GFM इनवर्टर ग्रिड नियमन करने में सक्षम होते हैं और विभिन्न संचालन परिस्थितियों में ग्रिड की स्थिरता और विश्वसनीयता में सुधार करते हैं।

Simplified representations of GFL and GFM inverters.png

2.  GFM इनवर्टर और पारंपरिक GFL इनवर्टर के बीच के अंतर।

    GFL इनवर्टर आमतौर पर पावर कनवर्जन करने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं, ग्रिड को उच्च गुणवत्ता वाली शक्ति देते हैं और सामान्य ग्रिड सीमाओं के भीतर ग्रिड समर्थन क्षमताएं प्रदान करते हैं, जिनके बाहर GFL इनवर्टरों को अलग कर दिया जाना चाहिए। इसके विपरीत, GFM इनवर्टर न केवल बिजली ग्रिड को शक्ति प्रदान करने में सक्षम हैं, बल्कि उनके पास अधिक समर्थन कार्य भी होते हैं, जैसे बिजली ग्रिड को प्रत्यक्ष वोल्टेज, फ्रीक्वेंसी और इनर्टिया समर्थन, द्वीपीय संचालन समर्थन और ग्रिड-संलग्न और द्वीपीय संचालन दोनों के लिए बिना बाधा के मोड ट्रांजिशन।

Control block diagrams of GFL and GFM inverters.png

3.  GFM प्रौद्योगिकियों में हाल की नवीनताओं के साथ विश्लेषण।

    सामूहिक ब्लैक-स्टार्ट कॉन्फ़िगरेशन ने एकल इनवर्टर के साथ पूरी तरह से कार्यात्मक कॉन्फ़िगरेशन की तुलना में अनेक छोटे GFM इनवर्टरों को एकत्रित करके इनवर्टर की अतिरिक्तता को सुधार किया है, जिससे प्रणाली की लागत कम होती है। हालांकि, ड्रूप कंट्रोल, VSG आदि के माध्यम से सक्षम किए गए इन समान्तर GFM इनवर्टरों के बीच लोड-शेयरिंग और संकेन्द्रण व्यावहारिक रूप से व्यावहारिक रूप से वास्तविकीकरण के लिए मुख्य ध्यान केंद्र बन गए हैं। इन DER- या BESS-आधारित GFM इनवर्टरों द्वारा प्रदान की गई प्रारंभिक वोल्टेज के बनाने के बाद, अन्य लोड, DER-आधारित इनवर्टर, और जेनरेटर को निश्चित पुनर्स्थापन रणनीतियों के अनुसार माइक्रोग्रिड से फिर से जोड़ा जा सकता है, जिससे ब्लैकआउट घटना से माइक्रोग्रिड का सामान्य संचालन फिर से शुरू हो सकता है।

Detailed configurations of black-start strategies.png

4.  निष्कर्ष और संभावित GFM प्रौद्योगिकी प्रगति के लिए सुझाव।

    इनवर्टर-इंटरफ़ेस्ड DERs द्वारा आधुनिक पावर सिस्टमों के ग्रिड संचालन का समर्थन करने के लिए GFM इनवर्टरों के अनुप्रयोगों को बनाने और विस्तारित करने के लिए अभी भी बहुत अधिक शोध और विकास की आवश्यकता है। GFM इनवर्टरों को बड़े आपस में जुड़े हुए प्रणालियों (यानी, महाद्वीपीय स्तर की पावर सिस्टम) में वास्तविक रूप से योगदान देने के लिए अधिक प्रतिबंधी प्रौद्योगिकियों की आवश्यकता है। विभिन्न GFM इनवर्टरों को बड़े विद्युत ग्रिड में शामिल करने से प्रणाली की समग्र गतिकी, स्थिरता और फेल स्थितियां प्रभावित हो सकती हैं; इसलिए, इन GFM इनवर्टरों के लिए अधिक शोध जैसे अन्तःसंबद्धता तकनीकों (जैसे, समन्वित नियंत्रण कार्य, और ब्लैक स्टार्ट कार्य) के साथ उन्नत GFM कार्यों की आवश्यकता है। इसके अलावा, GFM इनवर्टर अनुप्रयोगों के अधिक पायलट परियोजनाओं की भी आवश्यकता है जिनसे GFM इनवर्टरों की क्षमताओं की पुष्टि की जा सके, ग्रिड आपातकाल और अंत से अंत तक प्रणाली की प्रदर्शन को ध्यान में रखते हुए।

स्रोत: IEEE Xplore
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