Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi
Yıl: 2020 Cilt: 35 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 537 - 550 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.487745 İndeks Tarihi: 07-01-2021
Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi
Öz: Dengesiz şebeke gerilimleri pozitif ve negatif sıralı (PNS) bileşenleri içermektedir. Özelikle, kontrolsinyallerinin üzerindeki salınımlara sebep olan negatif sıralı bileşenler şebekeye bağlı yenilenebilir enerjikaynaklı eviricilerin (YEKE) performansını önemli derecede etkilemektedir. Bu çalışmada, ideal olmayanşebeke gerilim şartlarında şebekeye bağlı YEKE’nin kontrolü için kullanılan oransal integral (PI) tabanlıikili akım kontrolcünün yavaş dinamik tepkisi, kararlı hal hataları ve kompleks yapısı gibi dezavantajlarınıngiderilmesi için oransal kompleks integratör (PCI) tabanlı akım kontrolcüsü önerilmiştir. Aktif-reaktif güçreferans sinyali, PNS bileşenleri ve esnek kontrol parametresine dayanan referans akımlar, tüm kontroldöngülerinde kullanılmak üzere üretilmiştir. İdeal olmayan şebeke durumlarından kaynaklanan aktif vereaktif güç salınımlarının bir biri ile olan ilişkileri ayrıntılı bir şekilde incelenip kontrol edilebilirlikleri esnekkontrol parametresi ile sağlanmıştır. Çalışmanın literatürdeki benzer çalışmalara kıyasla önemli bir katkısı,referans akım üretimi için gerekli PNS gerilim ve akım bileşenlerinin önerilen hızlı ve sağlam ikili ortalamafiltre tabanlı faz kilitlemeli döngü (DAPLL) ile ayrılmasıdır. Önerilen PCI tabanlı akım kontrol stratejisininperformansı çeşitli durum çalışmaları kullanılarak PI tabanlı ikili akım kontrolcü ile karşılaştırılıp testedilmiştir.
Anahtar Kelime: A novel current control strategy for grid connected renewable energy source inverters
Öz: Unbalanced grid voltages include positive and negative sequence (PNS) components. In particular, the negative sequence components that cause oscillations on the control signals, significantly affect the performance of the grid-connected renewable energy source inverters (RESI). In this study, proportional complex integrator (PCI) based current controller is proposed to deal with the disadvantages such as slow dynamic response, steady-state errors and complex structure of the proportional integral (PI) based dual current controller used for the control of grid connected RESI under non-ideal grid voltage conditions. The reference currents based on the active-reactive power reference signals, PNS components and the flexible control parameter are generated for use in control loops. The relationship between the active and reactive power oscillations, which are caused by non-ideal grid conditions, are comprehensively analysed and controlled with a flexible control parameter. An important contribution to similar previous studies is that the PNS voltage and current components required for the reference current generation are separated by the proposed fast and robust dual average filter based phase locked loop (DAPLL). The performance of the proposed PCI-based current control strategy is compared and tested with the PI-based dual current control strategy using various case studies.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. Sarıbulut, L., Teke, A., Latran, M. B., Multi-functional static synchronous compensator for distribution systems, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31(3), 727-736, 2016.
- 2. Latran, M. B., Teke A., Investigation of inverter based shunt compensators for mitigation of power quality problems in power distribution system. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 29(4), 793-805, 2014.
- 3. Cupertino, A. F., Xavier, L. S., Brito, E. M., Mendes, V. F., Pereira, H. A., Benchmarking of power control strategies for photovoltaic systems under unbalanced conditions, International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 106, 335-345, 2019.
- 4. Nguyen, T. H., Al Hosani, K., Al Sayari, N., Grid integration improvement for single-phase inverters of small wind turbines under distorted voltage conditions, International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 87, 144-153, 2017.
- 5. Afshari, E., Moradi, G.R., Rahimi, R., Farhangi, B., Yang, Y., Blaabjerg, F., Farhangi, S., Control strategy for three-phase grid connected PV inverters enabling current limitation under unbalanced faults, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 64(11), 8908– 8918, 2017.
- 6. Guerrero-Rodríguez, N.F., Rey-Boué, A.B., ReyesArchundia, E., Overview and comparative study of two control strategies used in 3-phase grid-connected inverters for renewable systems, Renewable Energy Focus, 19, 75-89, 2017.
- 7. Bai, W., Lee, K., Distributed Generation System Control Strategies in Microgrid Operation, Control Engineering Practice, 53, 184–193, 2016.
- 8. Meral, M. E., Çelik, D., Comparison of SRF/PI-and STRF/PR-based power controllers for grid-tied distributed generation systems, Electrical Engineering, 100(2), 633-643, 2018.
- 9. Mirhosseini, M., Pou, J., Karanayil, B., Agelidis, V. G., Resonant versus conventional controllers in gridconnected photovoltaic power plants under unbalanced grid voltages, IEEE Transactions on Sustainable Energy, 7(3), 1124-1132, 2016.
- 10. Kabiri, R., Holmes, D. G., McGrath, B. P., Control of active and reactive power ripple to mitigate unbalanced grid voltages, IEEE Transactions on Industry Applications, 52(2), 1660-1668, 2016.
- 11. Liu, B., Yoshino, T., Kawamura, A., Seamless Control of Grid-Connected Inverter during Single Phase Disconnection after Single Phase Fault in a Weak Grid, IEEJ Journal of Industry Applications, 7(6), 506-516, 2018.
- 12. Guo, X.Q., Wu, W.Y., Improved current regulation of three-phase grid-connected voltage-source inverters for distributed generation systems, IET Renewable Power Generation, 4(2), 101-115. 2010.
- 13. Yang, Q., Gao, J., Xu, R., Ren, Y., Research on control strategy for single-phase grid-connected inverter based on Proportional Complex Integral Control, In Intelligent Human-Machine Systems and Cybernetics (IHMSC), 2, 108-111, 2010.
- 14. Sun, L. X., Chen, Y., Wang, Z., Ju, P., Jin, Y.Q., Optimal control strategy of voltage source converterbased high-voltage direct current under unbalanced grid voltage conditions, IET Generation, Transmission & Distribution, 10(2), 444-451, 2016.
- 15. Jin, P., Li, Y., Li, G., Chen, Z., Zhai, X., Optimized hierarchical power oscillations control for distributed generation under unbalanced conditions, Applied Energy, 194, 343-352, 2017.
- 16. Reyes, M., Rodriguez, P., Vazquez, S., Luna, A., Teodorescu, R., Carrasco, J.M., Enhanced decoupled double synchronous reference frame current controller for unbalanced grid-voltage conditions, IEEE Transactions on power electronics, 27(9), 3934-3943, 2012.
- 17. Rodríguez, P., Pou, J., Bergas, J., Candela, J. I., Burgos, R. P., Boroyevich, D., Decoupled double synchronous reference frame PLL for power converters control, IEEE Transactions on Power Electronics, 22(2), 584–592, 2007.
- 18. Guo, X., Wu, W., Chen, Z., Multiple-complex coefficient-filter-based phase-locked loop and synchronization technique for three-phase gridinterfaced converters in distributed utility networks, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 58, 1194- 1204, 2011.
- 19. Chilipi, R., Al Sayari, N., Al Hosani, K., Beig, A.R., Control scheme for grid-tied distributed generation inverter under unbalanced and distorted utility conditions with power quality ancillary services, IET Renewable Power Generation, 10(2), 140-149, 2016.
- 20. Chilipi, R., Al Sayari, N., Al Hosani, K., Fasil, M., Beig, A.R., Third order sinusoidal integrator (TOSSI)-based control algorithm for shunt active power filter under distorted and unbalanced voltage conditions. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 96, 152-162, 2018.
- 21. İnci, M., Bayındır, K. Ç., Tümay, M., A novel method improvement for detection of voltage problems in dynamic voltage restorers, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31(4), 997-1006, 2016.
- 22. Sarıbulut, L., A novel average filter based phase-locked loop for FACTS devices, Electric Power Systems Research, 136, 289–297, 2016.
- 23. Meral, M. E., Çelik, D. Benchmarking simulation and theory of various PLLs produce orthogonal signals under abnormal electric grid conditions, Electrical Engineering, 100(3), 1805-1817, 2018.
- 24. Wang, F., Duarte, J. L., Hendrix, M. A. M., Design and analysis of active power control strategies for distributed generation inverters under unbalanced grid faults, IET generation, transmission & distribution,4 (8), 905-916, 2010.
- 25. Çelik, D., Meral, M. E., Current control based power management strategy for distributed power generation system, Control Engineering Practice, 82, 72-85, 2019.
- 26. Guo, X., Liu, W., Lu, Z., Flexible power regulation and current-limited control of grid-connected inverter under unbalanced grid voltage faults, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 64(9), 7425– 7432, 2017.
- 27. Song, H. S., Nam, K., Dual current control scheme for PWM converter under unbalanced input voltage conditions, IEEE transactions on industrial electronics, 46(5), 953-959, 1999.
| APA | meral m, ÇELİK D (2020). Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi. , 537 - 550. 10.17341/gazimmfd.487745 |
| Chicago | meral mehmet emin,ÇELİK Doğan Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi. (2020): 537 - 550. 10.17341/gazimmfd.487745 |
| MLA | meral mehmet emin,ÇELİK Doğan Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi. , 2020, ss.537 - 550. 10.17341/gazimmfd.487745 |
| AMA | meral m,ÇELİK D Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi. . 2020; 537 - 550. 10.17341/gazimmfd.487745 |
| Vancouver | meral m,ÇELİK D Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi. . 2020; 537 - 550. 10.17341/gazimmfd.487745 |
| IEEE | meral m,ÇELİK D "Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi." , ss.537 - 550, 2020. 10.17341/gazimmfd.487745 |
| ISNAD | meral, mehmet emin - ÇELİK, Doğan. "Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi". (2020), 537-550. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.487745 |
| APA | meral m, ÇELİK D (2020). Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(1), 537 - 550. 10.17341/gazimmfd.487745 |
| Chicago | meral mehmet emin,ÇELİK Doğan Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35, no.1 (2020): 537 - 550. 10.17341/gazimmfd.487745 |
| MLA | meral mehmet emin,ÇELİK Doğan Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.35, no.1, 2020, ss.537 - 550. 10.17341/gazimmfd.487745 |
| AMA | meral m,ÇELİK D Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(1): 537 - 550. 10.17341/gazimmfd.487745 |
| Vancouver | meral m,ÇELİK D Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(1): 537 - 550. 10.17341/gazimmfd.487745 |
| IEEE | meral m,ÇELİK D "Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35, ss.537 - 550, 2020. 10.17341/gazimmfd.487745 |
| ISNAD | meral, mehmet emin - ÇELİK, Doğan. "Şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklı eviriciler için yeni bir akım kontrol stratejisi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35/1 (2020), 537-550. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.487745 |
