Konverter-alapú lineáris rendszerdinamika vizsgálata
A villamosenergia-rendszer mind termelői, mind fogyasztói oldalon átalakulóban van. A megújuló energiaforrások részaránya a klímacélok elérésének érdekében egyre növekszik. Ezzel a rendszernek stabilitást nyújtó forgó tömeg csökken. Inverterek szabályozástechnikájában aktívan kutatott terület a hagyományos szinkrongépes termelők viselkedésének emulációja (virtuális szinkrongép szemlélet), amivel szintetikus inercia biztosítható a hálózat felé a frekvenciastabilitás érdekében. Ezen szabályozók alkalmazásával pl. a napelemes kiserőművek is részt vehetnek a gyors frekvenciaszabályozásban.
A dolgozat a Lineáris Rendszerdinamika (linear swing dynamics, LSD) koncepcióját mutatja be elméletben és szimulációkban a jövőbeni, akár 100%-ban konverter-alapú termelőkből álló energiarendszerek esetén. A teljesítményelektronikai átalakítók szabályozási struktúráinak kialakításában a szinkrongépekhez képest több szabadsági fok adódik, ami kihasználható a hagyományos rendszerhez képest kedvezőbb tulajdonságok kialakítására. Az LSD szabályozás célja a szinkrongép előnyeinek megtartásán túl az, hogy a szinkrongépek munkapontfüggő dinamikájától eltérően lineáris dinamikai viselkedést valósítson meg. Az LSD alapját egy virtuális inerciát biztosító szabályozókör adja, aminek a továbbfejlesztésével érhető el az egységes, munkapontfüggetlen frekvenciaválasz. Ennek megvalósításával a rendszer stabilitása könnyebben vizsgálható: a nagyjelű tranziens stabilitás vizsgálati módszerek helyett a kisjelű, sajátértékeken alapuló módszer alkalmazható.
A dolgozatban több módszert hasonlítok össze, megemlítve azok előnyeit és lehetséges hátrányait. Az LSD modellt alkalmazó invertereket egygépes rendszeren teszteltem Simulink környezetben. A szimulációs eredmények validálására alkalmas hardveres konfigurációt is ismertetem, virtuális inerciát megvalósító eredményekkel.
szerző
-
Szirbik Bence
Villamosmérnöki szak, alapképzés
alapképzés (BA/BSc)
