دانلود ترجمه مقاله میکروگرید با منابع چندگانه و محدودیت جریان و شناسایی جزیره ای شدن – مجله IEEE

بخشی از ترجمه:

چکیده – روشی برای کنترل یک محیط ریزشبکه‌ای با منابع انرژی پراکنده و رابط مبدل منبع ولتاژ که دارای چند منبع انرژی است، تحلیل شده و به تایید می‌رسد. این روش کنترلی به گونه‌ای طراحی شده است که در هر دو حالت عملکرد متصل به شبکه و جزیره‌ای کار کرده و بین این دو حالت یک گذرای صاف و نرمی را فراهم می‌کند. دیگر ویژگی‌های این روش کنترلی شامل تشخیص جزیره‌ای شدن با پسخور مثبت و محدودسازی دینامیکی اضافه‌جریان نیز بررسی می‌شود. تصدیق این ویژگی‌های بیان شده از طریق نتایج حاصل از یک سیستم نمونه کوچک که دارای نتایجی از شبیه‌سازی حوزه زمان ریزشبکه ولتاژ متوسط است، بدست می‌آید.
عبارات کلیدی- خودکار، کنترل، اینورتر، جزیره‌ای، ریزشبکه، مبدل منبع ولتاژ (VSC).
مقدمه
وقتی عمق نفوذ منابع انرژی پراکنده (DER) افزایش می‌یابد تا افزایش تقاضای برق را در عین کاهش اثرات زیست‌محیطی فراهم کند [١]، ریزشبکه‌ها بسیار مرسوم خواهند بود [٢]. منابعی که بخشی از ریزشبکه را تشکیل می‌دهند دارای نیازمندی‌های خاصی هستند: هر منبع انرژی پراکنده (DER)، حال اینکه یک منبع تولید پراکنده (DG) باشد یا یک واحد ذخیره پراکنده (DS)، باید قادر باشد تا بدون ایجاد اثرات چشم‌گیر روی ریزشبکه، به این مجموعه افزوده شده و یا از آن خارج شود. همچنین ریزشبکه باید بتواند در هر دو شرایط از پیش برنامه‌ریزی شده و یا اضطراری، بین حالات متصل به شبکه (GC) و جزیره‌ای (IS) گذرای آرام و صافی را تجربه کند [٢]-[۴].
در بیشتر موارد، یک واحد منبع انرژی پراکنده از طریق یک مبدل منبع ولتاژ (که در این مقاله به طور مختصر آن را مبدل خواهیم گفت) با ریزشبکه میزبان در ارتباط است، تا به این طریق کنترل موثری بتوان روی مبدل واسط اعمال کرده و نیازمندی‌های عملکردی ریزشبکه را فراهم ساخت [۵]. این مقاله بیشتر به راهبرد کنترل مبدل معرفی شده در مرجع [۶] می‌پردازد؛ یک کنترلر مبتنی بر تغییر فاز و دامنه که دارای ویژگی‌های لازم برای عملکرد در یک محیط ریزشبکه‌ای را دارا می‌باشد (مثل تشخیص جزیره‌ای شدن، حفاظت اضافه‌جریان، و کنترل دروپ). در کل این مقاله از این راهبرد کنترلی تحت عنوان راهبرد کنترل‌شده با ولتاژ (VCS) (راهبرد کنترل ولتاژ) یاد خواهیم کرد. این مقاله به کمک موارد ذیل، مقاصد بیشتری را نسبت به مرجع [۶] دنبال می‌کند:

II. شرح سیستم
یک شبکه کوچک ۳ فاز ac با منابع n گانه (شکل ۱) در نظر گرفته شده است، بااجرای سخت افزاری که شامل ۲ واحد (n = 2) و ۵ سیستم شبیه سازی شده (n = 5) می باشد.
هر منبع شامل یک مبدل رابط به صورت سری با یک هادی که یک گروه از فیلتر سری را نشان می دهد، ترانسفورماتورکوپل و یک خط کوتاه، می باشد. یک بار ظاهری با یک شاخه RLC موازی در PCC ترکیب شده است..

شرح کنترلر:
هرمنبع یکی از دو استراتژی کنترل ذکر شده را استفاده می کند VCS یا CCS
CCS خیلی مختصر اینجا شرح داده می شود در حالی که یک روش خیلی باثبات و خوب
می باشد.

روش کنترل ولتاژ(VCS)
روش کنترلی VCS طراحی شده است که درحالت های عملیاتی جزیره ای و متصل به شبکه عمل کند .
همچنین برای انتقال بین دو حالت ، VCS فرکانس و ولتاژرا تنظیم می کند. مبدل به عنوان یک منبع ولتاژ کنترل شده، عمل می کند. در حالت جزیره ای ، فلو توان بر اساس امپدانس بار تعیین می شود.

۱٫کنترل توان راکتیو / ولتاژ
بلوک دیاگرام کنترل کننده توان راکتیو / ولتاژ در شکل ۲ داده شده است. ورودی های|ν| وQ توان راکتیو اندازه گیری شده به ترتیب بوسیله منبع و مقدار ولتاژ PCC تحویل گرفته می شوند.
شکل ۲، استراتژی کنترل انتگرالی را آشکار می کند که برای دستیابی به تنظیمات می باشد، با سرعت کنترل کننده که بوسیله پارامتر های K_q,e_mag^i که نشان دهنده تغییر در ولتاژ ترمینال را برای تنظیم شدن ولتاژ ترمینال خروجی بهQ_Ref,e_mag^Pموردنیاز برای رسیدن به شرایط عملیاتی مطلوب را نشان می دهد، و e_mag^ مقدار ولتاژ ترمینال خروجی بعد از محدودیت های اعمال شده است. D_q عملیات افت را تعیین می کند.
اطلاعات بیشتر در مورد این که چگونه ثابت های افتادگی برای تقسیم توان تعیین می شوند در ۱۲پیدا می شود. کنترل کننده بر اساس این فرض طراحی شده است که فلو توان راکتیو بوسیله مقدار ولتاژها در ترمینال ها مبدل و باس PCC اینورتر تعیین میشوند.
بررسی دیاگرام کنترل کننده به همراه دارد:

زمانی که حالت جزیره ای است، لازم است که کنترل توان راکتیو را غیرفعال کنیم و اجازه دهیم که فلو توان راکتیو بوسیله بار تعیین شوند.
این مسئله با تنظیمات D_q=0 در حالت تشخیص حالت جزیره ای انجام می گیرد و تایید کننده (۶).

بخشی از مقاله انگلیسی:

I. INTRODUCTIONAS THE depth of penetration of distributed energy resources(DERs) increases to meet the rise in demandfor electricity while reducing environmental impacts [1], microgridswill become more commonplace [2]. Sources whichare part of a microgrid have unique requirements: each DER,whether a distributed generator (DG) source or a distributedstorage (DS) unit, should be able to be added and removedwithout a significant impact on the microgrid. The microgridshould also be able to transition smoothly between grid-connected(GC) mode and islanded (IS) modes in both preplannedand emergency situations [2]–[۴].In most cases, a DER unit is interfaced to the host microgridwith a voltage-sourced converter (abbreviated as converterthroughout this paper), creating the need for an effectivemethodof controlling this interface converter to meet these microgridoperational requirements [5]. This paper further explores theconverter control strategy introduced in [6]; a phase and magnitudevariance-based controller which incorporates features necessaryfor operation in a microgrid environment (i.e., islandingdetection, overcurrent protection, and droop control). This controlstrategy will be referred to throughout this paper as thevoltage-controlled strategy (VCS). The intention of this paperis to further that of [6] by:• demonstrating its use with multiple sources;• compare and test its compatibility with sources utilizingother control methods;• characterize the overcurrent limiting capabilities;• discuss islanding detection tuning procedures;• validate operation experimentally with hardware implementation.A common approach to converter control is based on regulationof direct and quadrature (dq) current components [7] (i.e.,the converter is operated as a current-controlled voltage source).This strategy will be referred to throughout this paper as thecurrent-control strategy (CCS). It is neither necessary nor desirablethat all DER units utilize the VCS in a microgrid setting,so configurations are investigated in which all units utilize theVCS; multiple VCS-based and multiple CCS-based units coexist;or a single unit utilizes the VCS, and the remaining unitsutilize the CCS. The CCS approach works well when the microgridis grid-connected, with the grid supporting the voltageand frequency at the point of common coupling (PCC) bus;however, when the microgrid is disconnected from the utility(islanded), the converter cannot maintain the voltage and frequencyat the PCC [7]. In a microgrid with multiple sources,this behavior can be corrected by ensuring at least one unit utilizingthe VCS (master) is present. This is commonly referredto as a master-slave control scheme and has been discussed previouslyin [8]–[۱۰]. This paper explores this concept with theuse of the VCS control scheme of [6].With a VCS unit present,the frequency and voltage are supported after the transition intoislanded mode by the VCS-based source while the CCS unitscontinue to exchange real and reactive power with the microgrid.A consequence is that it is not necessary for the sourcesutilizing the CCS to immediately detect the islanded state. Thisfeature is important if the CCS units are designed without theintention of coordinating with other sources in the microgrid,such as an aggregate of a large number of photovoltaic interfaceinverters.Overcurrent protection is achieved by applying static ordynamic limits to the commanded output voltage magnitude.Islanding detection is achieved through forced-destabilizationof the microgrid upon islanding; exploiting the fact that thesources dominantly determine the PCC bus voltage in islandedmode [11]. This destabilization affects the converter terminalvoltage and can therefore be detected locally. Hardwaretesting is done with two inverter-interfaced sources in order toverify controller features. Further insight into the performanceand behavior of the proposed VCS is achieved through thetime-domain simulation of a larger scale model with fiveinverter-interfaced sources.II. SYSTEM DESCRIPTIONA three-phase ac microgrid with sources (Fig. 1) is considered,with the hardware implementation containing two units2) and the simulated system five 5). Each sourceconsists of an interface converter in series with an inductor thatrepresents the aggregate of a series filter, coupling transformer,and short line. A representative load is formed with a parallelRLC branch at the PCC.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد

خرید نسخه پاورپوینت این مقاله جهت ارائه