an analysis of the impact on frequency response with penetration of ‎res in power system and modified virtual inertia controller

The power system in upcoming years will face issues of power frequency instability due to an increase in the share of renewable energy sources (res). the ress are integrated into the power system through the power electronic converters. the operation and control of res are drastically different than the conventional energy sources. this paper is focused on the effect of a rise in the share of res on power system frequency stability and its possible solutions. the ress are not taking part in the frequency regulation process in case of disturbance. despite this, they generate disturbances in the power system caused by the intermittent nature of input energy. the res doesn’t have extra active power for the frequency regulation as they already operate at their maximum power point. these power electronic-based generators don’t contain inertia like conventional generators. the inertia-less systems adversely affect the rate of change of frequency (rocof) and frequency nadir. this is demonstrated on ieee 9-bus system with different scenarios. according to that analysis, the res should provide an inertial response during disturbances. in this paper, the proposed modified virtual inertia control (m-vic) technique emulates inertia like conventional generators by using external energy storage systems (ess). in m-vic the inertial response is replicated by controlling the rate and duration of power provided by ess. the proposed technique is more effective to reduce the frequency nadir and rocof with better utilization of ess. to demonstrate this, the pv integrated single-area power system model is simulated in matlab r2019a.

تحلیل تاثیر بر پاسخ فرکانس با نفوذ RES در سیستم قدرت و کنترل کننده اینرسی مجازی اصلاح شده

سیستم برق در سال های آتی به دلیل افزایش سهم منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) با مشکلات ناپایداری فرکانس برق مواجه خواهد شد. RESها از طریق مبدل های الکترونیکی قدرت در سیستم قدرت یکپارچه می شوند. عملکرد و کنترل RES به شدت با منابع انرژی معمولی متفاوت است. این مقاله به تأثیر افزایش سهم RES بر پایداری فرکانس سیستم قدرت و راهکارهای احتمالی آن می‌پردازد. RESها در صورت بروز اختلال در فرآیند تنظیم فرکانس شرکت نمی کنند. با وجود این، آنها اختلالاتی را در سیستم قدرت ایجاد می کنند که ناشی از ماهیت متناوب انرژی ورودی است. RES قدرت فعال اضافی برای تنظیم فرکانس ندارد زیرا از قبل در نقطه حداکثر توان خود کار می کند. این ژنراتورهای مبتنی بر برق مانند ژنراتورهای معمولی دارای اینرسی نیستند. سیستم‌های بدون اینرسی بر نرخ تغییر فرکانس (RoCoF) و فرکانس نادر تأثیر منفی می‌گذارند. این در سیستم 9 باس IEEE با سناریوهای مختلف نشان داده شده است. بر اساس آن تحلیل، RES باید یک پاسخ اینرسی در طول اغتشاشات ارائه دهد. در این مقاله، روش پیشنهادی اصلاح شده کنترل اینرسی مجازی (MVIC) اینرسی را مانند ژنراتورهای معمولی با استفاده از سیستم‌های ذخیره انرژی خارجی (ESS) تقلید می‌کند. در MVIC پاسخ اینرسی با کنترل نرخ و مدت زمان توان ارائه شده توسط ESS تکرار می شود. روش پیشنهادی برای کاهش فرکانس nadir و RoCoF با استفاده بهتر از ESS موثرتر است. برای نشان دادن این موضوع، مدل سیستم قدرت تک ناحیه ای یکپارچه PV در MATLAB R2019a شبیه سازی شده است. ‏