Abstract
Historically, electric power system operators have seen photovoltaic (PV) power systems as potential sources of problems due to intermittency and lack of controllability. However, the flexibility of power electronic inverters allows PV to provide gridfriendly features including volt-VAR control, ramp-rate control, high-frequency power curtailment, and event ride-through. These technologies offer power quality improvements and enable wider penetrations of PV systems. Commercially available smart PV inverters can further provide frequency down-regulation by curtailing power, but they are unable to provide true frequency regulation through active power control (APC) because they are unable to increase power on command. The development of inverters capable of APC for primary and secondary frequency regulation without the need for energy storage has the potential to transform the way grid operators view high PV penetration levels. This paper provides a brief tutorial on APC of PV inverters, summarizes state of the art research in the area, and suggests future research directions
چکیده
از دیدِ تاریخی، اپراتورهای سیستم قدرت، سیستمهای قدرت فوتوولتائیک (PV) را به عنوان منابعی بالقوه دارای مشکلاتی نظیرِ مقطعی بودن تولیدشان و عدمِ قابلیتِ کنترل، در نظر می‌گیرند. در هر حال، انعطاف‌پذیریِ اینورترهای الکترونیک قدرت این امکان را به PVها می‌دهد تا ویژگی‌های استفاده آسان از شبکه نظیرِ کنترل ولت‌وار، کنترل نرخ شیب، قطع توان فرکانس بالا، و وقوعِ ride-through را فراهم آورد. این تکنولوژی‌ها ارتقای کیفیت توان را ارائه می‌کند و نفوذ گسترده‌تر سیستمهای PV را ممکن می‌کند. به صورت تجاری، اینورترهای PV هوشمندِ موجود می‌توانند تنظیم پایین فرکانس بیشتری را با قطع توان تامین کنند، اما آن‌ها قادر به تامین تنظیم صحیح فرکانس از طریقِ کنترل توان اکتیو (APC)، نیستند، زیرا آن‌ها در افزایش توان در فرمان ناتوان هستند. توسعه‌ی اینورترهای قادر به انجام APC برای تنظیم فرکانس اولیه و ثانویه بدونِ نیاز به ذخیره‌گر انرژی، دارای پتانسیلِ تبدیلِ مسیری هستند که اپراتورهای شبکه سطوح نفوذ بالای PV را مشاهده کنند. این مقاله یک خودآموزِ خلاصه از APC مربوط به اینورترهای PV ارائه کرده است و جدیدترین تکنولوژیِ تحقیقاتی در این زمینه را به صورت خلاصه آورده است و جهت‌دهی تحقیقاتِ بیشتر را پیشنهاد می‌دهد.
1-مقدمه
همچنان که قسمتی از برق که توسط سیستمهای فوتوولتائیک خورشیدی تولید می‌شود، رو به افزایش است، این برای سیستمهای PV مهم است که به تامینِ بسیاری از وظایف پشتیبانی شبکه که به صورت سنتی توسط ماشین‌های چرخان متداول انجام می‌شده است، کمک کند. این برای اینورترهای PV استاندارد است که توان راکتیو دریافت یا به بیرون بفرستد، در حین اتفاقات فرکانس و ولتاژ گذرای به کار خود ادامه دهد، نرخ را در جایی که توان شیب رو به بالا دارد، کنترل کند، و توان را در زمان‌های فرکانس بالای شبکه، قطع کند. در حالی که این قابلیت‌های اینورتر امکانِ نفوذِ سطوح بالاتر PV را به شبکه ممکن می‌کند، آن‌ها یکی از ایرادات اصلیِ وارد بر PV را برطرف نخواهند کرد- نداشتنِ قابلیت توزیع توان اکتیو. سیستمهای ذخیره انرژی اغلب به عنوانِ راه‌حلی برای این مشکل ارائه می‌شوند. در هر حال، تکنولوژی‌های ذخیره‌گر کنونی دارای طول‌عمرِ کوتاه‌تری نسبت به دیگر اجزای سیستم PV هستند و کاهش هزینه آنچنانی که ماژول‌های PV داشته باشند، مشاهده نمی‌شود...