كنترل افتي‌‌ تطبيقي مبتني بر امپدانس مجازي به‌ منظور بهبود تسهيم توان راكتيو در ريزشبكه‌هاي اينورتري

Virtual Impedance‒Based Adaptive Droop Control to Improve Reactive Power Sharing for Inverter-Based Microgrids

با توجه به پيشرفت‌هاي اخير در زمينۀ الكترونيك قدرت، ريزشبكه‌هاي مبتني بر منابع پراكنده با واسط‌هاي الكترونيك قدرت در حال گسترش هستند. يكي از روش‌هاي متداول تسهيم توان بين اين منابع در يك ريزشبكۀ جزيره‌اي، استفاده از كنترل افتي است. اما به‌دليل اختلاف امپدانس خطوط، تسهيم توان راكتيو با استفاده از اين روش دقيق نبوده و منجر به اضافه‌بار در برخي از منابع مي‌شود. براي رفع اين مشكل، در اين مقاله روشي ارائه شده است كه بر پايۀ استفاده از مشخصه‌هاي افتي مرسوم شكل گرفته و از پتانسيل امپدانس مجازي در سيستم كنترل منابع پراكنده استفاده مي‌كند. افت ولتاژ ايجاد شده توسط امپدانس مجازي، منجر به افزايش دقت تسهيم توان راكتيو بين منابع خواهد شد. براي توليد امپدانس مجازي مناسب، كنترل‌كننده‌هاي محلي هريك از منابع با استفاده از يك لينك مخابراتي با پهناي باند كم، اطلاعات مورد نياز را با مركز مديريت ريزشبكه مبادله مي‌كنند. سپس با استفاده از مشخصۀ افتي امپدانس مجازي-توان راكتيو پيشنهادي در سيستم كنترل منابع، مقدار امپدانس مجازي هر منبع متناسب با بار ريزشبكه و ظرفيت منبع تعيين مي‌شود. با توجه به تغييرات بار در ريزشبكه، شيب مشخصۀ پيشنهادي به‌صورت تطبيقي تنظيم مي‌شود. براي تأييد كارايي روش پيشنهادي، سناريوهاي مختلفي در ريزشبكۀ تست ولتاژ كم شبيه‌سازي مي‌شوند.

With recent advances in power-electronics, inverter-based microgrids are gaining great attention. Droop control is one of the main methods to share the real and reactive power among distributed energy resources (DERs) in an islanded microgrids. Due to different characteristics of microgrid feeders, reactive power sharing is not fully accurate and, consequently, some DERs may face overload. To address this problem, this paper presents a droop-based method using virtual impedance concept in the DER control system. The resultant voltage drop on the virtual impedance increases reactive power sharing accuracy. To adjust this virtual impedance, the local controllers of DERs exchange the required data with the microgrid management center by using the low bandwidth communication links. Afterwards, through the proposed virtual impedance‒reactive power droop characteristic the value of virtual impedance is calculated. The slope of this characteristic is adaptively adjusted based on the microgrid load. To verify the effectiveness of the proposed method, the researchers have tested various scenarios on the benchmark low voltage microgrid network