Új fizikai elven működő inverteralapú villamos hálózat stabilitásvizsgálata

A megújuló energiaforrások elterjedésével új kihívások jelentek meg az kisfeszültségű (KIF) és középfeszültségű (KÖF) hálózatokon is. A termelés egyre nagyobb hányadáért felelősek az elosztottan termelő, a hálózatra teljesítményelektronikán keresztül kapcsolódó erőművek. A hagyományos szinkrongenerátorok részarányának csökkenésével kiemelt kérdéssé vált, hogyan lehet azok viselkedésének egyes jellemzőit helyettesíteni az inverterek szabályozásával.

Jelenleg a hálózatra telepített inverterek túlnyomó többsége grid-following (GFL) inverter. Ezek vezérelt áramforrásként képezhetőek le, így hálózattámogató képességük csekély. A grid-forming (GFM) inverterek ezzel szemben vezérelt feszültségforrásnak tekinthetők, ezáltal képesek közvetlenül hatást gyakorolni a hálózat feszültségére és frekvenciájára. Az elmúlt időszakban rohamos fejlődésnek indult a GFM inverterek szabályozástechnikája. Mivel tömeges hálózati telepítésük még nem kezdődött el, ezért fontos a legjobb vezérlési stratégia kutatása és a lehetséges szabályozási módok folyamatos fejlesztése.

A nemzetközi szakirodalomban megjelent egy új GFM inverter vezérlési módszer, ami a csatolt rezgőkörök szinkronizációs képességeire épít. A virtuális oszcillátor alapú inverter vezérlés (VOC) során az inverter szabályozását végző mikrokontrollert úgy programozzuk, hogy az nemlineáris oszcillátorok dinamikáját emulálja.

Jelen dolgozat célja bemutatni, miként képesek nemlineáris oszcillátorok biztosítani a szinkronizációt és teljesítménymegosztást párhuzamosan kapcsolt inverterek között, illetve segíteni a helyi hálózat stabil működését. Munkám során körüljártam a VOC szabályozással kapcsolatos nyitott kérdéseket, különös figyelmet fordítva KIF hálózatszinkron és szigetüzeműalkalmazásokra. Egy általam létrehozott kisjelű modell segítségével részletesen tanulmányoztam a stabilitás kérdését mind egy inverteres, mind többinverteres rendszer esetén.

szerző

• 
  Tóth Balázs
  Villamosmérnöki szak, mesterképzés
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

• 
  Sütő Bence
  Doktorandusz, Villamos Energetika Tanszék
• 
  Dr. Raisz Dávid
  egyetemi docens, Villamos Energetika Tanszék

helyezés