طراحي كنترل‌كننده مقاوم تركيبي ∞H2/H و استفاده همزمان اينرسي مجازي به‌منظور بهبود پايداري ريزشبكه‌ها

Mixed H2/H∞ Robust Controller Design and Simultaneous use of Virtual Inertia for Stability Improvement of Micro-grids

در اين مقاله، به‌منظور بهبود پايداري يك ريزشبكه در حالت جزيره‌اي كه شامل دو واحد توليد پراكنده بادي و گازي است، استفاده همزمان از اينرسي مجازي و كنترل‌كننده مقاوم پيشنهاد شده است. به‌دليل وجود توربين بادي سرعت متغير و استفاده از ژنراتور القايي دو سو تغذيه، اينرسي سيستم و در نتيجه پايداري ديناميكي تضعيف مي‌گردد. پياده‌سازي و بهره‌گيري از اينرسي مجازي در ژنراتور القايي دو سو تغذيه، موجب بهبود پايداري سيستم قدرت مي‌گردد. بااين‌وجود، عدم قطعيت و نامعيني برخي پارامترهاي كنترلي، چالشي است كه بايد هنگام استفاده از اينرسي مجازي مدنظر قرار گيرد. در اين مقاله، ضمن تشريح نحوه پياده‌سازي اينرسي مجازي در سيستم كنترل ژنراتور القايي دوسو تغذيه، تأثير عدم قطعيت و نامعيني پارامترهاي كنترلي بر عملكرد سيستم كنترل فركانس بررسي‌شده است. به‌منظور بهبود عملكرد ديناميكي و ماندگار سيستم كنترل فركانس، با بهره‌گيري از تأثير اينرسي مجازي، كنترل‌كننده مقاوم تركيبي براي واحد توليد پراكنده گازي پيشنهاد شده است. نتايج شبيه‌سازي با استفاده از نرم‌افزار MATLAB نشان مي‌دهد كه كنترل‌كننده تركيبي پيشنهادي، پايداري سيستم را در شرايط عدم قطعيت و نامعيني پارامترهاي كنترلي تضمين مي‌كند.

In this paper, to improve the stability of a micro-grid in islanding mode, that contains two wind and gas DG units, simultaneous use of virtual inertia and robust controller is proposed. The use of the variable speed wind turbine and the Doubly-Fed Induction Generator (DFIG) reduces the system inertia and thereby decreases the dynamic stability. Implementation of virtual inertia in DFIG improves the power system stability. However, the change or uncertainty of the system parameters is a major challenge that must be considered when using the virtual inertia. In this paper, the implementation of virtual inertia in DFIG control system is described in detail and the impact of uncertainty and change of the control system parameters over performance of the frequency control system is investigated. In order to improve the dynamic and the steady state performance of the frequency control system, benefiting from the impact of virtual inertia, the mixed H2/H∞ robust controller is proposed. The simulation results using MATLAB show that the proposed hybrid controller guarantees the system stability in conditions of uncertainty and change of the control system parameters.