كنترل سلسله مراتبي براي تسهيم دقيق توان راكتيو و جريان هاي هارمونيكي در ريزشبكه هاي جزيره اي براساس كنترل جريان چرخشي لحظه اي

Hierarchal Control for Accurate Sharing of Reactive Power and Harmonic Currents in Islanded Microgrids based on Instantaneous Circulating Currents

به منظور دستيابي به تسهيم دقيق توان راكتيو مولفه اصلي و جريان هاي هارمونيكي ميان اينورترهاي رابط واحدهاي توليد پراكنده1 (DG) در ريزشبكه هاي جزيره اي، يك طرح كنترل سلسله مراتبي، شامل دو سطح اوليه و ثانويه بر اساس كنترل جريان چرخشي لحظه اي، در اين مقاله ارايه شده است. در ابتدا، مولفه هاي اصلي و هارمونيك هاي غالب جريان خروجي هر اينورتر در سطح كنترل اوليه استخراج و به كنترلر ثانويه انتقال مي يابند. سپس بر مبناي اين اطلاعات، جريان هاي چرخشي در فركانس هاي مختلف در كنترل ثانويه محاسبه و جهت توليد سيگنال هاي كنترلي مناسب، به سطح كنترل اوليه اعمال مي شوند. نتيجتاً، اين سيگنال ها پس از عبور از بلوك ها كنترلي، به عنوان ولتاژهاي مرجع به كنترل كننده هاي ولتاژي، تزريق مي شوند. در تقابل با طرح هاي كنترل امپدانس مجازي مرسوم، كه تسهيم توان و جريان هاي هارمونيكي به قيمت معرفي افت ولتاژها و اغتشاش هاي هارمونيكي اضافي محقق مي شوند، اثر كنترل پيشنهادي روي دامنه و كيفيت شكل موج ولتاژ خروجي DG ها، ناچيز است. به علاوه، روش پيشنهادي قادر به تسهيم دقيق جريان هاي هارمونيكي است، حتي اگر بارهاي غيرخطي مستقيماً در ترمينال هاي واحد هاي DG متصل شوند. فرايند تعيين و طراحي پارامترهاي سيستم كنترل به جزييات تشريح، و نتايج شبيه سازي به منظور نمايش كارايي روش كنترل پيشنهادي براي چهار واحد DG كنترل شده ي ولتاژي، فراهم شده است.

To achieve accurate reactive power and harmonic currents sharing among inverter interfaced distributed generation (DG) units in islanded microgrids, a hierarchal control scheme consisting of primary and secondary levels based on instantaneous circulating currents is proposed in this paper. Firstly, fundamental and main harmonic components of each inverter output current are extracted at the primary level and transmitted to the secondary controller. Then, using this information, instantaneous circulating currents at different frequencies are calculated and to generate proper control signals are applied to the primary controller. Consequently, these signals are inserted as voltage references after passing control blocks. In contrast to the conventional virtual impedance schemes, where reactive power and harmonic currents sharing are realized at the expense of introducing additional voltages drop and harmonic distortions, the proposed control strategy effect on the amplitude and waveform quality of DGs’ voltage is negligible. Meanwhile, it is able to provide accurate harmonic currents sharing even if nonlinear load(s) is directly connected at the terminal of DG unit(s). Control system design is described in detail and simulation results for four voltage-controlled DG units are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed control method.