جلوگيري از وقوع انشعاب در ريزشبكه هاي اينورتري خودگردان با استفاده از تكنيك امپدانس مجازي

Preventing of Bifurcation Consequences in VSI-Dominated Micro-grids Using Virtual Impedance Theory

روش هاي افتي معمول به طور گسترده در ساختار كنترل واحدهاي توليد پراكنده مبتني بر اينورترهاي منبع ولتاژ در يك ريزشبكه استفاده مي شوند. با وجود سادگي و قابليت اطمينان بالاي اين كنترل كننده ها، اينرسي كم اينورترهاي منبع ولتاژ، پايداري سيستم را در برابر اغتشاشات احتمالي تهديد مي كند؛ بنابراين، از منظر پايداري، دنبال كردن نقطه كار سيستم براي تعيين منطقه پايدار پارامترهاي موثر بر پايداري ريزشبكه ضروري است. بدين منظور در مقاله حاضر، پس از استخراج يك مدل فضاي حالت كامل براي ريزشبكه اينورتري، با استفاده از تجزيه وتحليل مقادير ويژه و آناليز مدال، حالت هاي موثر بر مقادير ويژه غالب سيستم شناسايي مي شوند. سپس با استفاده از آناليز انشعابات، محدوده پايدار پارامتر موثر بر پايداري ريزشبكه و نوع انشعاب ناشي از تغيير آن تعيين مي شود. در ادامه، اثر امپدانس مجازي بر حاشيه پايداري پارامتري ريزشبكه اينورتري بررسي شده است. در اين مقاله، با معرفي يك شاخص انشعابات، نسبت X/R مناسب براي امپدانس مجازي از منظر تجزيه وتحليل سيگنال كوچك و انشعابات، انتخاب شده است. درنهايت، ساختار بهينه سازي چندهدفه ارايه شد تا به موازات جلوگيري از وقوع انشعاب در سيستم، ساير اهداف عملياتي نيز لحاظ شوند.

Conventional droop-based techniques have widely been used in controlling Voltage Source Inverter (VSI) based on distributed generation units within a Micro-Grid (MG). Despite the simplicity and high reliability of the controller, the low-inertia nature of VSIs threatens the system stability against probable disturbances. Thus, from the stability viewpoint, it is essential to carefully monitor the system operating point to determine the stable region of the parameters affecting the micro-grid stability. To this end, a complete dynamic model for an inverter-based micro-grid has been derived. According to this model, states affecting the dominant eigenvalues of the system are identified using eigenvalues analysis and modal analysis. Then, bifurcation theory is used to predict the parameter stability margin and identify the type of bifurcation. In this paper, by introducing a bifurcation index, the appropriate virtual impedance X/R ratio is selected from the viewpoint of both small-signal analysis and bifurcation analysis. Finally, a multi-objective optimization framework is presented to prevent such a problem in parallel to other operational goals.