طراحی یک ماشین سنکرون مجازی مبتنی بر ذخیره سازی مغناطیسی ابر رسانا برای کنترل فرکانس در خوشه های ریزشبکه در حالت جزیره ای

با توجه به چالشهای ادغام بیشتر منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) در شبکه برق، ماشین سنکرون مجازی (VSM) به عنوان یک ضرروت در پیکربندی سیستمهای قدرت مدرن تبدیل خواهد شد. RESها به تدریج جایگزین ژنراتورهای سنکرون معمولی میشوند که وظیفه تامین ایجاد میرایی اینرسی را بر عهده دارند، بنابراین شبکه های برق تجدیدپذیر نسبت به شبکه های برق سنتی در برابر اغتشاشات به مراتب آسیبپذیرتر هستند. بنابراین، VSM برای تقلید رفتار یک ماشین سنکرون واقعی در شبکه برق از طریق مفهوم روتور مجازی (که خواص اینرسی و میرایی را شبیه سازی میکند) و کنترلهای اولیه و ثانویه مجازی (یعنی حلقه های کنترل فرکانس سنتی را تقلید میکند) در خوشه های ریزشبکه چند منطقه ای ارائه میشود. با این حال، تقلید ناکافی از توان اینرسی به دلیل قدرت کم و کوتاه مدت سیستم های ذخیره انرژی (ESSs) ممکن است باعث ناپایداری سیستم شود. برای غلبه بر این مسئله، این مقاله یک VSM مبتنی بر فناوری ذخیرهسازی انرژی مغناطیسی ابررسانا (SMES) را پیشنهاد میکند تا توان اینرسی مورد نیاز را در زمان کوتاهی شبیه سازی کند و در نتیجه فرکانس سیستم را در اختلالات مختلف پایدار سازد. VSM پیشنهادی بر اساس SMES برای بهبود پایداری فرکانس خوشه های ریز شبکه برق با سطوح نفوذ انرژیهای تجدیدپذیر بالا، غیرخطیها و عدم قطعیتها اعمال میشود. همچنین در این مقاله برای دستیابی به یک کنترل فرکانسی موثر، به ژنراتور القایی دوسو تغذیه (DFIG)در در هر خوشه ریزشبکه اجازه مشارکت در کنترل فرکانس داده می شود. به منظور تنظیم پارامترهای VSM، دستیابی به کنترل فرکانسی موثر به یک مسئله بهینه سازی فرموله و از الگوریتم بهینه سازی ارشمیدس (AOA) استفاده میشود. نتایج شبیهسازی نشان داد که VSM پیشنهادی مبتنی بر سیستم SMES میتواند به طور قابل توجهی پایداری فرکانسی در خوشه های ریزشبکه را ارتقا دهد.

کلیدواژه ها:

ماشین سنکرون مجازی ، ذخیرهسازی انرژی مغناطیسی ابررسانا ، ژنراتور القایی تغذیه دوسویه ، الگوریتم بهینه سازی ارشمیدس.