کنترل اینرسی مجازی به منظور میراسازی نوسانات دینامیکی ریزشبکه‌ها در حضور منابع تجدیدپذیر با اینرسی پایین

با توجه به نفوذ گسترده ی ریزشبکه ها در شبکه ی برق به دلیل مسائل اقتصادی و محیط زیستی بررسی این سیستم ها از منظر پایداری بسیار حائز اهمیت می باشد. یکی از مسائل مربوط به پایداری ریزشبکه ها، مسئله ی اینرسی پایین این اجزا به دلیل منابع تجدید پذیر می باشد. در این مقاله، یک مفهوم تطبیقی از کنترل‌کننده مبتنی بر ژنراتور مجازی، برای پایداری دینامیکی ریزشبکه‌ها با منابع اینرسی کم پیشنهاد می‌شود. برای این منظور، مجموعه‌ای از سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی دیسپاچ شده در نظر گرفته شده است. یک طرح جزیره‌ای کنترل‌شده برای کنترل دینامیکی فرکانس ریزشبکه نیز ارائه گردیده است. در این زمینه، بر اساس مفهوم مرکز اینرسی، طرح ژنراتور مجازی پیشنهادی از طریق فرمولاسیون ریاضی توسعه می‌یابد. همچنین از گشتاورهای بین ناحیه‌ای ارزیابی شده توسط مناطق کنترل ریزشبکه در قاب مرکز اینرسی، به عنوان کنترل‌کننده مبتنی بر ژنراتور مجازی توسعه یافته، استفاده می‌شود. علاوه بر این برای سیستم‌های ذخیره انرژی، یک مدل دیسپاچ معادل از طریق مدل دینامیکی ریزشبکه برای بهبود پایداری فرکانسی در طول نوسان‌های بین ناحیه‌ای ارائه و توسعه داده شده است. به منظور ارزیابی توانایی طرح پیشنهادی، شبیه‌سازی بلادرنگ بر روی یک سیستم آزمایشی دو ناحیه ای متشکل از چندین ریزشبکه انجام می‌شود. عملکردهای دینامیکی سیستم در شبیه‌سازی‌های حوزه زمان ارزیابی می‌شوند. نتایج عددی اثربخشی طرح پیشنهادی را در افزایش ثابت اینرسی سیستم که منجر به عملکرد دینامیکی مناسب با نسبت میرایی بالا در مواجهه با نوسانات شدید بین ناحیه‌ای می‌شود، نشان می‌دهد.

virtual inertia control of microgrid consisting of low inertia resources

in this paper, an adaptive concept of virtual generator based controller for dynamic stability of microgrids consisting of low inertia resources. for this purpose, considering a set of energy storage systems dispatched in the network, a controlled islanding scheme  is provided to dynamically control the microgrid frequency. in this context, based on the concept of center of inertia, the proposed virtual generator scheme is developed through mathematical formulation. also, from the inter-area torques evaluated by microgrid control areas in the  center of inertia frame are used as input signals of the developed virtual generator based controller. for the energy storage systems, an equivalent dispatch model is provided and developed through the microgrid dynamic model for improving frequency stability during inter-area oscillations. the proposed virtual generator-based controller is an online and non-model-based scheme which controls several microgrid systems together as an integrated network connected to the upstream network. in order to evaluate the ability of the proposed scheme, realtime simulations are carried out on one  test system consisting of several microgrids. numerical results demonstrate the effectiveness of the proposed scheme in increasing system inertia constant resulting in a proper dynamic performance with a high damping ratio in facing severe inter-area oscillation.