حذف نوسانات توان اكتيو تزريقي سيستم فتوولتاييك متصل به شبكه در شرايط افت ولتاژ

Removing the Oscillations of Injected Active Power of Grid Connected PV System under Grid Voltage Sag

با گسترش روز افزون استفاده از سيستم‌هاي فتوولتاييك، سازگاري و عملكرد مناسب آن‌ها در شرايط رخداد خطاهاي مختلف از دو منظر اقتصادي متصل باقي ماندن در شبكه و منظر فني حداقل‌بودن آسيب‌هاي وارده به شبكه حائز اهميت است. در اين راستا اين مقاله روشي كاربردي جهت بهبود عملكرد سيستم PV متصل به شبكه هنگام رخداد خطاي افت ولتاژ (كه از خطاهاي بسيار محتمل مي‌باشد) ارائه داده است. در هنگام بروز خطاي افت ولتاژ دو اتفاق مهم نوسان توان اكتيو تزريقي و همچنين عدم عملكرد صحيح سيستم سنكرون‌ساز با شبكه حادث مي‌شود كه خود باعث بغرنج‌تر شدن وضعيت شبكه خواهند شد. لذا با هدف بهبود شرايط در اين حالت، روش كنترل توان توالي‌هاي مثبت و منفي (PNSC) با توليد جريان مرجع مناسب براي حذف نوسانات توان اكتيو تزريقي به شبكه و همچنين كاهش نوسانات ولتاژ سمت DC مبدل ارائه شده است. جهت تزريق جريان مرجع اشاره شده، كنترل جريان تناسبي-رزونانسي مورد استفاده قرار گرفته و نحوه طراحي آن به‌طور دقيق تشريح شده است. همچنين به‌منظور سنكرون‌سازي اينورتر با شبكه، حلقه قفل فركانس انتگرال‌گير دوگانه مرتبه دوم تعميم يافته (DSOGI-FLL) جايگزين سيستم متعارف حلقه قفل‌كننده فاز (SRF-PLL) (كه در شرايط نامتعادل ولتاژ شبكه دچار خطا در تخمين فاز مي‌شود) شده است، در نهايت پس از ارائه روش‌هاي طراحي سيستم‌هاي فوق‌الذكر، شبيه‌سازي روي يك سيستم نمونه در محيط نرم‌افزار Matlab/Simulink® انجام و با روش‌هاي مرسوم مقايسه انجام شده است. نتايج حاصله نشان از بهبود شرايط سيستم در هنگام بروز خطا نسبت به روش‌هاي مرسوم دارد.

The development of high power grid-connected photovoltaic (PV) systems and their adaptability with grid conditions is a crucial issue. In fault conditions، it can be considered with two sides، first being connected with the grid due to economical problems، second minimizing damages into the grid due to technical problems. The improvement of grid-connected PV systems performance under grid voltage sag (which is the most probable faults) is proposed in this paper. In point of common coupling in case of voltage sag، the active power will oscillating and the grid synchronization system would not work properly، which both are detrimental for unbalanced grid. In order to improve the performance of the exchanged power between the converter and the unbalanced grid، method of Positive-Negative-Sequence Control (PNSC: able to remove oscillation of active power) is suggested. This method is also effective to reduce the oscillations in DC voltage that can be detrimental for DC-link capacitor. In order to track the desired unbalanced reference current generated by PNSC، a proportional–resonant (PR) current controller has been designed. Furthermore، instead of Synchronous Reference Frame Phase Locked Loop (SRF-PLL) which suffers the distorted response in polluted grid، a Double Second-Order Generalized Integrator-Frequency Locked Loop (DSOGI-FLL) is used to synchronize inverter with the grid. Finally، to validate the proposed approach، the whole system is simulated via MatLab/Simulink® and simulation results have been compared with conventional method. Results verify the grid condition has improved in comparison with implementing the conventional method.