روش های هماهنگ سازی مبدل های منبع ولتاژ متصل به شبکه

روش تخمین حداقل مربعات و انتخاب زیرمجموعه

معرفی

سیستم VSC متصل به شبکه ضعیف 

TAD مبتنی بر فیلتر پایین گذر ولتاژ شبکه 

TAD مبتنی بر فیلتر بردار فضایی برای فرکانس ثابت شبکه

پاسخ پله شیفت فازی

تاثیر هارمونیک های ولتاژ شبکه

TAD مبتنی بر فیلتر بردار فضایی برای فرکانس متغیر شبکه

پاسخ پله شیفت فازی

نتیجه گیری

پاسخ پله فرکانسی

تاثیر هارمونیک های ولتاژ شبکه

پیاده سازی الگوریتم TAD در DSP 

مدل معادله حالت ولتاژ شبکه

TAD  مبتنی بر فیلتر Kalman توسعه یافته

تقریبا در همه تجهیزات الکترونیک قدرت متصل به شبکه، برای دستیابی به یک هماهنگی صحیح با شبکه، از یک حلقه قفل شده در فاز (PLL) استفاده می شود. الگوریتم هماهنگ سازی باید بتواند با شرایط الکتریکی موجود دست و پنجه نرم کند، شرایطی مثل وجود هارمونیک ها، افت ولتاژها و commutation notches. مشکل دیگر تغییرات فرکانس شبکه است. در شبکه های قدرتمند، معمولا تغییرات فرکانس کم است اما در شبکه های خودگردان تغییرات فرکانس زیاد است. علاوه بر این، هماهنگ سازی باید از پسِ نویز اندازه گیری بر آید. برای کنترل مبدل های grid commutaed یک روش تشخیص صحیح عبور از صفر ولتاژ لازم است. در غیر اینصورت، سیستم مبدل می تواند عملکرد ضعیف و یا حتی ناپایداری داشته باشد.

واحد زاویه آتش زن برای دریچه های تریستور، عبور از صفر ولتاژ را بعنوان مرجع انتخاب می کند؛ عبور از صفر ولتاژ باید در هر نصف پریود شبکه بطور صحیح تشخیص داده شود. وقتی از کنترل برداری جریان استفاده می شود، یکی از کاربردهای مورد تقاضا اتصال شبکه ای یک مبدل منبع ولتاژ (VSC) forced-commutated است. هماهنگ سازی باید نه تنها در عبور از صفر ولتاژ بلکه در کل دوره تناوب باید بروز رسانی شود. در این مورد، از یک آشکارساززاویه تبدیل مبتنی بر شار (TAD) استفاده می شود تا سیستم گردشی در مختصات dq حاصل شود. هماهنگ ساز کلاسیک (سنتی) یک PLL آنالوگ می باشد که اطراف IC chip 4046 طراحی شده است. امروزه، سیستم های کنترلی مبدل ها اغلب با استفاده از یک کامپیوتر اجرا می شوند. با استافده از روش نرم افزاری برای PLL، یک روش کم هزینه و منعطفی بدست می آید. تابع آنالوگ PLL را می توان به تابع نرم افزاری PLL تبدیل کرد، اما عیب آن نرخ بروز رسانی پایین تشخیص عبور از صفر ولتاژ است. با این حال، فیلترها و کنترلرهای دیجیتال می توانند عملکرد را بهبود بخشند و روش های جدید را ممکن سازند. اگر سیگنال ورودی دارای نویز باشد، برای تشخیص عبور از صفر در PLL می توان از یک فیلتر دیجیتال پیش بینی کننده استفاده کرد. برای یک سیستم کنترلی زمان واقعی (real time)، زمان محاسباتی بسیار حیاتی است، لذا نیاز به الگوریتم های سریع است. در این مقاله، چهار روش هماهنگ سازی بررسی خواهد شد. پیچیدگی روش ها از یک روش ساده ای که برای کاربردهای stiff-grid ( شبکه های مقاوم و پایا) بکار می رود شروع و به فیلتر توسعه یافته Kalman (EKF) و نیز فیلتر بردار فضایی جدید (SVF) ختم می شود که می تواند هم گام های زاویه فاز و نیز گام های فرکانسی را کنترل کند. عملکرد روش های هماهنگ سازی بر اساس سه معیار بررسی خواهند شد: پاسخ شیفت فازی، پاسخ پله فرکانس و حساسیت به هارمونیک های ولتاژ شبکه. بیشترین تغییر فرکانسی اجازه داده شده طبق استاندارد IEC 1800-3 برابر 1 Hz/s است. با این حال، با استفاده از پاسخ های پله فرکانس، درک خوبی از عملکرد عاید می شود.