Passivity-Based Synchronization Stability Analysis for Power-Electronic-Interfaced Distributed Generations

Qi Yang; Deng Han; Wang Jinyu; Tang Yi

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Passivity-Based Synchronization Stability Analysis for Power-Electronic-Interfaced Distributed Generations

机译：电力 - 电子接口分布代的基于基于的基于主的同步稳定性分析

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Distributed generations (DGs) have been increasingly employed in AC microgrids to provide carbon-free power supply. To coordinate multiple DGs, careful attention must be paid to the synchronization stability of their interfaced inverters. Otherwise, low-frequency oscillations and even loss of synchronism may occur and pose a great threat to the system. The conventional solutions towards this issue are to derive the microgrid state-space model and evaluate its stability based on the roots of the characteristic equation. However, tremendous efforts shall be spent on modeling as the number of DG increases. This paper provides an alternative way, which localizes the target of system synchronization stability into individual inverters. It is revealed and proven that microgrid synchronization stability can be guaranteed if all the inverters are designed to have passive synchronization behaviors. To fulfill this requirement and achieve a satisfactory phase margin, an auxiliary controller is designed to reshape frequency-power characteristics of inverters. Finally, case studies of a three-DG microgrid verify the theoretical findings as well as the effectiveness of the auxiliary controller.

机译：分布式代（DGS）越来越多地用于AC微电网，以提供无碳电源。为了协调多个DGS，必须仔细注意其接口逆变器的同步稳定性。否则，可能会出现低频振荡甚至同步损失，并对系统构成很大的威胁。对该问题的传统解决方案是衍生微电网状态空间模型，并基于特征方程的根部评估其稳定性。然而，随着DG的数量增加，应在建模上进行巨大努力。本文提供了一种替代方法，该方法将系统同步稳定性的目标定位到单独的逆变器中。揭示并证明可以保证所有逆变器旨在具有被动同步行为的微电网同步稳定性。为了满足该要求并实现令人满意的相位余量，辅助控制器旨在重塑逆变器的频率功率特性。最后，对三DG微电网的案例研究验证了理论上的发现以及辅助控制器的有效性。

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来源
《Sustainable Energy, IEEE Transactions on》 |2021年第2期|1141-1150|共10页
作者
Qi Yang; Deng Han; Wang Jinyu; Tang Yi;
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作者单位

Nanyang Technol Univ Singapore 639798 Singapore;

Nanyang Technol Univ Singapore 639798 Singapore;

Nanyang Technol Univ Singapore 639798 Singapore;

Nanyang Technol Univ Singapore 639798 Singapore;

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收录信息
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
Synchronization; Microgrids; Stability criteria; Power system stability; Mathematical model; Circuit stability; Distributed generations; islanded AC microgrid; parallel inverters; synchronization stability; low-frequency oscilla-tions;

机译：同步;微电网;稳定性标准;电力系统稳定性;数学模型;电路稳定性;分布代;岛立的AC微电网;并联逆变器;同步稳定性;低频振荡器;低频震动;

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