Abstract

– Modeling and control of Multi-paralleled grid-connected inverters in a DG plant are described.- The coupling effect between inverters is taken into account and a multivariable control system is designed.- The characteristics of inverters such as LCL filters and rated powers could be different.- The reference injected currents for inverters could be different.- Dual-loop active damping control with capacitor current feedback is used.The quality of injected current in multi-paralleled grid-connected inverters is a matter of concern. The current controlled grid-connected inverters with LCL filter are widely used in the distributed generation (DG) systems due to their fast dynamic response and better power features. However, designing a reliable control system for grid-connected inverters with LCL filter is complicated.

Firstly, overcoming to system resonances due to LCL filters is a challenging task, intrinsically. This could become worse as number of paralleled grid-connected inverters increased. In order to deal with resonances in the system, damping methods such as passive or active damping is necessary. Secondly and perhaps more importantly, paralleled grid-connected inverters in a microgrid are coupled due to grid impedance. Generally, the coupling effect is not taken into account when designing the control systems. In consequence, depending on the grid impedance and the number of paralleled inverters, the inverters installed in a microgrid do not behave as expected. In other words, with a proper control system, a single inverter is stable in grid-connected system, but goes toward instability with parallel connection of other inverters.

Therefore, consideration of coupling effect in the multi-paralleled grid-connected inverters is vital. Designing control systems for multi-paralleled grid-connected inverters becomes much more difficult when the inverters have different characteristics such as LCL filters and rated powers. In this paper, the inverters with different characteristics in a microgrid are modeled as a multivariable system. The comprehensive analysis is carried out and the coupling effect is described. Also, the control system design for multi-paralleled grid-connected inverters with LCL filter is clarified and a dual-loop active damping control with capacitor current feedback is designed. Finally, the proposed multivariable control system for a microgrid with three-paralleled grid-connected inverters with LCL filter is validated by simulation.

نمونه ترجمه مقاله:

انرژی تجدید پذیر از طبیعت نشات گرفته ، پاک و رایگان است. هرچند ، بصور گسترده پذیرفته شده که انرژی تجدید پذیر اکسیری نیست که بدون چالش بدست بیاید. با رابط کاربری مابین برنامه های (کارخانه) تولید توزیع یافته (DG) و شبکه ، معکوس کننده های متصل به شبکه برای تبدیل تمامی گونه های توان (قدرت) تولید شده در درون قدرت AC با کیفیت بالا و تزریق آن به درون شبکه بصورت قابل اطمینان ، ضروری است. معکوس کننده های نصب شده در میکرو شبکه ها ، عموما ، معکوس کننده هایی با منبع ولتاژی با یک فیلتر خروجی می باشند. این روزها ، فیلتر LCL ، بعنوان انتخاب ترجیحی برای تضعیف تعویض هارمونیک های بسامد در جریان شبکه ای تزریق شده در قیاس با فیلتر L ، در نظر گرفته شده است. بدلیل استفاده از عناصر راکتیوی کوچکتر ، هزینه و وزن سیستم معکوس کننده ، در زمان استفاده از فیلتر LCL ، کاهش یافته است. هرچند ، بدلیل رزونانس فیلتر LCL ، روش های تعدیل برای معکوس کننده های متصل به شبکه بمنظور ثابت سازی (استوار سازی) سیستم نیاز است. روش های فعال و منفعل برای تعدیل رزونانس فیلتر LCL ، بصورت بسیط (گسترده) در ادبیات مورد مباحثه قرار گرفته است.

تعدیل فعال به دلیل کارایی بالا و انعطاف پذیری تبدیل ، به تعدیل منفعل ترجیح داده شده است. کیفیت جریان تزریق شده شبکه در سیستم های متصل به شبکه بسیار مهم است. استانداردهای بین المللی تنظیم کننده اتصال معکوس کننده ها به شبکه بوده و محتوای هارمونیک جریان تزریق شده را محدود می کند. IEEE std 1547-2003