Un enfoque de control adaptativo de inercia y amortiguamiento basado en un modelo mejorado de generador síncrono virtual
Autores: Suvorov, Aleksey; Askarov, Alisher; Ruban, Nikolay; Rudnik, Vladimir; Radko, Pavel; Achitaev, Andrey; Suslov, Konstantin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un enfoque de control adaptativo de inercia y amortiguamiento basado en un modelo mejorado de generador síncrono virtual
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Conversor
Sistemas de energía
Estrategia de control
Generador síncrono virtual
Algoritmos adaptativos
Códigos de red
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
En los sistemas de energía modernos dominados por convertidores, la inercia total es muy variable y depende de la participación de la energía generada por generación basada en convertidores con interfaz (CIG) en cada momento específico. Como resultado, los límites requeridos por los códigos de red sobre la tasa de cambio de frecuencia y su nadir o cenit durante las perturbaciones se vuelven desafiantes de lograr con enfoques de control convencionales. Por lo tanto, la transición a una nueva estrategia de control de CIG con un convertidor de potencia formador de red es relevante. Con este fin, se utiliza un algoritmo de control basado en un generador síncrono virtual (VSG), que simula las propiedades y capacidades de una generación síncrona convencional. Sin embargo, debido a las condiciones de operación continuamente cambiantes en los sistemas de energía dominados por convertidores, la inercia virtual formada por VSG debe ser adaptativa. Al mismo tiempo, la eficacia de los algoritmos adaptativos depende fuertemente de la estructura de VSG utilizada. En este contexto, este artículo propone una estructura de VSG mejorada para la cual se formó la función de transferencia del lazo de control de potencia activa. Con su ayuda, se demostraron las ventajas sobre la estructura de VSG convencional, que son necesarias para el control adaptativo efectivo de los parámetros de VSG. Luego, se realizó el análisis del impacto de los parámetros de VSG en la respuesta dinámica utilizando las características transitorias en el dominio del tiempo. Basándose en los resultados obtenidos, se desarrollaron algoritmos adaptativos para el control independiente de la inercia virtual y los parámetros del devanado amortiguador de VSG. La modelización matemática realizada confirmó el funcionamiento fiable y efectivo de los algoritmos de control adaptativo desarrollados y de la estructura de VSG mejorada. Los resultados teóricos y experimentales obtenidos en este artículo indican la necesidad de un desarrollo e mejora simultáneos de los algoritmos de control adaptativo y las estructuras de VSG utilizadas para este propósito.
Descripción
En los sistemas de energía modernos dominados por convertidores, la inercia total es muy variable y depende de la participación de la energía generada por generación basada en convertidores con interfaz (CIG) en cada momento específico. Como resultado, los límites requeridos por los códigos de red sobre la tasa de cambio de frecuencia y su nadir o cenit durante las perturbaciones se vuelven desafiantes de lograr con enfoques de control convencionales. Por lo tanto, la transición a una nueva estrategia de control de CIG con un convertidor de potencia formador de red es relevante. Con este fin, se utiliza un algoritmo de control basado en un generador síncrono virtual (VSG), que simula las propiedades y capacidades de una generación síncrona convencional. Sin embargo, debido a las condiciones de operación continuamente cambiantes en los sistemas de energía dominados por convertidores, la inercia virtual formada por VSG debe ser adaptativa. Al mismo tiempo, la eficacia de los algoritmos adaptativos depende fuertemente de la estructura de VSG utilizada. En este contexto, este artículo propone una estructura de VSG mejorada para la cual se formó la función de transferencia del lazo de control de potencia activa. Con su ayuda, se demostraron las ventajas sobre la estructura de VSG convencional, que son necesarias para el control adaptativo efectivo de los parámetros de VSG. Luego, se realizó el análisis del impacto de los parámetros de VSG en la respuesta dinámica utilizando las características transitorias en el dominio del tiempo. Basándose en los resultados obtenidos, se desarrollaron algoritmos adaptativos para el control independiente de la inercia virtual y los parámetros del devanado amortiguador de VSG. La modelización matemática realizada confirmó el funcionamiento fiable y efectivo de los algoritmos de control adaptativo desarrollados y de la estructura de VSG mejorada. Los resultados teóricos y experimentales obtenidos en este artículo indican la necesidad de un desarrollo e mejora simultáneos de los algoritmos de control adaptativo y las estructuras de VSG utilizadas para este propósito.