ارایه یک ساختار کنترلی واحد برای بررسی انطباق مزرعه بادی فراساحلی و متصل به خط انتقال vsc-hvdc بر الزامات شبکه

انطباق مزرعه بادی فراساحلی متصل به خط انتقال جریان مستقیم بر الزامات شبکه در این مقاله بررسی شده است. کوپلینگdc در این ساختار منجر به عدم انعکاس اغتشاشات سیستم قدرت در مزرعه بادی فراساحلی می گردد. در این راستا، سطح ولتاژ لینک dc برای انعکاس وضعیت شبکه ساحلی مدوله شده است. همچنین، اغتشاشات شبکه ساحلی به کمک اندازه گیری سطح ولتاژ dc و عملکرد مبدل سمت مزرعه بادی در مزرعه بادی فراساحلی منعکس شده است تا از قابلیت پاسخ فرکانسی دینامیکی و فعالیت ضمن خطای توربین های بادی استفاده گردد. ساختار واحدی کنترلی با تمرکز بر ژنراتور القایی تغذیه دوگانه نیز پیشنهاد شده است که در برگیرنده سه رهیافت مبتنی بر سامانه مخابراتی، مدولاسیون فرکانس و مدولاسیون ولتاژ است و امکان مقایسه این روش ها را در ساختاری واحد ممکن می سازد. روشی ترکیبی مدولاسیون ولتاژ و فرکانس نیز پیشنهاد شده است که در آن با تفکیک مناسب مابین دینامیک های سریع مربوط به خطای اتصال کوتاه شبکه و وقایع فرکانسی آن، به ترتیب از روش مدولاسیون ولتاژ و مدولاسیون فرکانس بهره گرفته شده است. نتایج شبیه سازی های انجام شده نشان دهنده توانمندی مشابه هر چهار روش در ارایه پاسخ دینامیکی فرکانسی بوده است. اما با در نظر داشتن فعالیت ضمن خطا، تمامی روش ها (با فرض تاخیر انتقال داده اندک) به جز روش مدولاسیون فرکانس توانمندی رعایت الزامات ضمن خطای شبکه را داشته اند. اینطور نتیجه گیری شده است که مدولاسیون ترکیبی ولتاژ و فرکانس به عنوان برترین رهیافت با تفکیک مناسب مابین دینامیک های سریع و کند، مزایایی نظیر کمترین سطح افزایش ولتاژ dc ضمن خطا، انحراف از نقطه کار پس از رفع خطا و حفظ ساختار کنترلی متداول را دارد.

Unified Control Structure to Evaluate Grid Code Compatibility of HVDC Interfaced Offshore Wind Power Plant

Grid code compatibility of HVDC interfaced offshore wind farm is evaluated in this paper. DC coupling causes power system contingencies not to get reflected in the offshore wind farm. In this regard, DC link voltage level is modulated to reflect the status of the onshore power system. Accordingly, onshore power system contingencies are reflected in the offshore wind farm by means of DC link voltage measurement and appropriate exercise of the wind farm HVDC converter. It is to excite dynamic frequency response and Low Voltage Ride Through (LVRT) capabilities of the modern wind turbines. A unified control structure is also proposed for doubly fed induction generatorbased offshore wind farms that can model and compare three communication based, frequency modulation based, and voltage modulation based LVRT approaches. Moreover, a hybrid frequency and voltage modulation based approach is proposed in which an appropriate discrimination is embedded between fast transients related to LVRT condition and slow transients related to frequency contingencies. Accordingly, voltage modulation and frequency modulation approaches are utilized under LVRT and frequency events respectively. Simulation results have revealed similar dynamic frequency response capability for all four approaches. Moreover, except frequency modulation approach, remaining approaches have been able to fulfill grid code requirements given agile communication speed. It is concluded that the proposed hybrid frequency and voltage modulation, as the superior approach, has advantages like minimum LVRT DC voltage profile increase and subsequent deviation from theoperating point after the fault and preservation of conventional control structure thanks to appropriate dissociation between slow and fast dynamics.