Stabilisierung von Netzbildenden Wechselrichtern mit Strombegrenzung durch Sättigungsrückkopplung

แนวคิดหลัก

Eine neuartige sättigungsbasierte Regelung für netzbildende Wechselrichter stellt deren Transientstabilität unter Strombegrenzung sicher, indem die Sättigungsinformation in die Regelung eingespeist wird.

บทคัดย่อ

Die Arbeit untersucht die Transientstabilität von netzbildenden Wechselrichtern mit komplexer Droop-Regelung (dispatchable virtual oscillator control, dVOC) unter Strombegrenzung. Dafür wird das Konzept des Sättigungsgrads (degree of saturation, DoS) eingeführt. Eine stabile Strombegrenzungsregelung mit sättigungsbasierter Rückkopplung wird vorgeschlagen, die den DoS an den inneren Spannungsregelkreis und den äußeren netzbildenden Regelkreis zurückführt. Dadurch kann der Phasenwinkel der Ausgangsspannung auch bei begrenztem Strom über einen internen virtuellen Spannungsknoten geregelt werden, der von einer äquivalenten komplexen Droop-Regelung gesteuert wird. Die Stabilität der Strombegrenzungsregelung wird für Einzel- und Mehrwechselrichtersysteme in netzgekoppelten und inselnetzbetriebenen Szenarien analytisch nachgewiesen. Die Leistungsfähigkeit der Regelung wird anhand verschiedener Fallstudien validiert.

สถิติ

Die Ausgangsstromgrenze beträgt 1,2 p.u.
Der Wirkleistungssetpunkt beträgt 0,2 p.u.
Der Blindleistungssetpunkt beträgt 0,4 p.u.
Die Spannungsamplitudenregelung hat einen Verstärkungsfaktor von 5 p.u.

คำพูด

"Die Sättigungsinformation wird an den inneren Spannungsregelkreis und den äußeren netzbildenden Regelkreis zurückgeführt, um die Stabilität unter Strombegrenzung sicherzustellen."
"Der Phasenwinkel der Ausgangsspannung kann auch bei begrenztem Strom über einen internen virtuellen Spannungsknoten geregelt werden, der von einer äquivalenten komplexen Droop-Regelung gesteuert wird."

ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญจาก

Saturation-Informed Current-Limiting Control for Grid-Forming Converters

by Mait... ที่ arxiv.org 04-12-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.07682.pdf

สอบถามเพิ่มเติม

Wie lässt sich die vorgeschlagene Regelung auf andere Arten von netzbildenden Regelungen wie klassische Droop-Regelung oder virtuelle Synchronmaschinen erweitern?

Die vorgeschlagene Sättigungs-informierte Regelung kann auf andere Arten von netzbildenden Regelungen wie die klassische Droop-Regelung oder virtuelle Synchronmaschinen erweitert werden, indem das Konzept der Sättigungsinformation in die Regelungsstrategie integriert wird. Ähnlich wie bei der komplexen Droop-Regelung kann die Sättigungs-informierte Regelung die Synchronisierungs- und Stabilisierungsfähigkeiten der netzbildenden Regelung aufrechterhalten, während gleichzeitig die Ausgangsleistung begrenzt wird. Durch die Rückführung der Sättigungsgradinformation in die Regelungsschleifen können die Regelparameter dynamisch angepasst werden, um die Stabilität des Systems unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu gewährleisten. Diese Erweiterung ermöglicht es, die Vorteile der Sättigungs-informierten Regelung auf verschiedene netzbildende Regelungsstrategien anzuwenden und die Leistungsfähigkeit des Systems zu verbessern.

Welche Auswirkungen hat die Verwendung unsymmetrischer Netzfehler auf die Transientstabilität der Regelung?

Die Verwendung unsymmetrischer Netzfehler kann erhebliche Auswirkungen auf die Transientstabilität der Regelung haben. Da unsymmetrische Netzfehler zu asymmetrischen Spannungs- und Stromverteilungen im System führen, können sie die Betriebsbedingungen der netzbildenden Regelung erheblich beeinflussen. Dies kann zu unerwünschten Effekten wie ungleichmäßiger Leistungsverteilung, unzureichender Spannungshaltung oder sogar Instabilität führen. Die Regelung muss in der Lage sein, mit diesen unsymmetrischen Bedingungen umzugehen und die Stabilität des Systems aufrechtzuerhalten. Durch eine sorgfältige Analyse und Anpassung der Regelungsstrategie können die Auswirkungen unsymmetrischer Netzfehler auf die Transientstabilität minimiert werden.

Wie kann die Leistungsfähigkeit der Strombegrenzungsregelung bei der Bereitstellung von Systemdienstleistungen wie Spannungshaltung oder Frequenzstabilisierung bewertet werden?

Die Leistungsfähigkeit der Strombegrenzungsregelung bei der Bereitstellung von Systemdienstleistungen wie Spannungshaltung oder Frequenzstabilisierung kann anhand verschiedener Kriterien bewertet werden. Dazu gehören:

Schnelligkeit der Reaktion: Die Strombegrenzungsregelung sollte in der Lage sein, schnell auf Änderungen im System zu reagieren und die Ausgangsleistung entsprechend zu begrenzen, um die Systemstabilität zu gewährleisten.

Genauigkeit der Begrenzung: Die Regelung sollte die Ausgangsleistung präzise begrenzen, um Überlastungen zu vermeiden und die Integrität des Systems zu schützen.

Robustheit gegenüber Störungen: Die Regelung sollte robust gegenüber Störungen und unvorhergesehenen Ereignissen sein, um eine zuverlässige Leistungserbringung zu gewährleisten.

Integration mit anderen Regelungsstrategien: Die Strombegrenzungsregelung sollte nahtlos mit anderen Systemdienstleistungen wie Spannungshaltung oder Frequenzstabilisierung integriert werden können, um eine ganzheitliche Leistungsoptimierung zu ermöglichen.

Durch eine umfassende Bewertung anhand dieser Kriterien kann die Leistungsfähigkeit der Strombegrenzungsregelung bei der Bereitstellung von Systemdienstleistungen effektiv beurteilt und optimiert werden.