تحلیل پایداری اینورترهای سه فاز متصل به شبکه با رویکرد اندازه گیری ادمیتانس

افزایش نفوذ منابع مبتنی بر مبدل های الکترونیک قدرت در شبکه های قدرت، به ویژه سامانه های فتوولتائیک، توربین های بادی و سامانه های ذخیره ساز انرژی، اهمیت تحلیل پایداری دینامیکی اینورترهای متصل به شبکه را افزایش داده است. برهم کنش دینامیکی میان اینورتر و امپدانس شبکه به خصوص در شبکه های ضعیف می تواند موجب ایجاد نوسانات کم میرایی، تشدیدهای فرکانسی و در نهایت ناپایداری سیستم شود. در این مقاله یک روش مبتنی بر اندازه گیری ادمیتانس برای تحلیل پایداری اینورتر سه فاز متصل به شبکه ارائه می شود که در آن نیازی به دسترسی به مدل داخلی اینورتر وجود ندارد. در روش پیشنهادی یک تحریک پالس گاوسی پهن باند در چارچوب مرجع (dq) به سیستم اعمال شده و پاسخ جریان و ولتاژ در نقطه اتصال مشترک اندازه گیری می شود. سپس با استفاده از پردازش سیگنال و تخمین تابع انتقال، چهار مولفه ماتریس ادمیتانس شامل ((Yad) و (Yaq) و (Yqd) و (Yqq)) استخراج می شوند. به منظور بررسی اثر قدرت شبکه، اندوکتانس معادل شبکه در ۲۰ سطح مختلف در بازه ۰.۵ تا ۱۰ میلی هانری تغییر داده شده و برای هر حالت مقادیر ویژه ماتریس ادمیتانس کل محاسبه می شود. نتایج نشان می دهد که با افزایش اندوکتانس شبکه و تضعیف شبکه، مقادیر ویژه به تدریج به محور موهومی نزدیک شده و حاشیه پایداری سیستم کاهش می یابد. برای سیستم مورد مطالعه نخستین عبور از محور موهومی در محدوده ۶ تا ۷ میلی هانری مشاهده شده و مقدار حدود ۶ میلی هانری به عنوان مرز محافظه کارانه پایداری پیشنهاد شده است. نتایج نشان می دهد روش اندازه گیری مبتنی بر پالس گاوسی می تواند به عنوان روشی عملی و مستقل از مدل داخلی اینورتر برای ارزیابی پایداری سیستم های مبتنی بر اینورتر مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

اینورتر متصل به شبکه ، ادمیتانس ، dq ، پایداری ، پالس گاوسی ، شبکه ضعیف ، تحلیل مقادیر ویژه ، شناسایی جعبه سیاه