Control of Grid-Forming Three-Phase Inverter based on a Double Closed-Loop Proportional Integral

Abstract

this work presents in this brief concerns the photovoltaic inverter forming. This system is subject to significant developments linked mainly to an increasingly manifested desire to diversify the means of energy production, particularly in Algeria, and better respect for the environment. Associated with decentralized production, these small or medium-sized units can allow an advantageous pooling of widely distributed resources. Very fluctuating, and contribute to better management of electrical energy in a context of sustainable development. The interest in renewable energies led us to look at photovoltaic inverters as decentralized production. These systems use converters to connect to the power grid and the power injected is highly variable since it is dependent on lighting and temperature. A bibliographic study made it possible to identify the different photovoltaic systems that can be connected to the network. Our work of simulation, realization and study of the connection to the different load on islanded mode comes down to a DC / DC converter of the interlaced Boost type which supplies a direct voltage. This converter has the advantage of being a voltage booster by minimizing current ripples which allows the system to adapt to weather changes and to extract the maximum available power and another DC / AC converter controlled by the PWM which converts the direct voltage to an alternating voltage filtered by an LC filter and they were modeled and simulated using Matlab-SIMULINK 2014a. The results of the simulation demonstrated the value of an interlaced device. From this study emerges the importance of the modeling of the connection to the electrical network with linear and nonlinear load in normal and abnormal condition. The control of the inverter and the production systems determine the main behavior of the energy production on the low voltage grid. Current technologies controller like PI and Hysteresis provide great control flexibility and even adapt to network faults such as abnormal condition: voltage swells and swags and thus not be disconnected from the network. And finely we have studied the output current of two controllers and gives a comparison based on fast dynamic response and ease of implementation and current quality. "يعرض هذا العمل موجزا والذي يتعلق بتشكيل المذبذب. وخضع هذا النظام لتطورات مهمة مرتبطة بشكل أساسي برغبة واضحة متزايدة لتنويع وسائل إنتاج الطاقة المتجددة، لا سيما في الجزائر، واحترام أفضل للبيئة. يمكن لهذه الوحدات الصغيرة أو المتوسطة، المقترنة بالإنتاج اللامركزي، أن تسمح بتجميع مفيد للموارد الموزعة على نطاق واسع. ويساهم في إدارة أفضل للطاقة الكهربائية في سياق التنمية المستدامة. دفعنا الاهتمام بالطاقات المتجددة إلى النظر إلى المحولات الكهروضوئية على أنها إنتاج لامركزي. تستخدم هذه الأنظمة محولات للاتصال بشبكة الطاقة وتكون الطاقة المحقونة متغيرة للغاية لأنها تعتمد على الإضاءة ودرجة الحرارة. أتاحت دراسة ببليوغرافية تحديد الأنظمة الكهروضوئية المختلفة التي يمكن توصيلها بالشبكة. إن عملنا في محاكاة وإدراك ودراسة الاتصال بالحمل المختلف في وضع المعزول وينزل إلى محول DC / DC من نوع Boost المتشابك الذي يوفر جهدًا مباشرًا. يتميز هذا المحول بكونه معززًا للجهد عن طريق تقليل تموجات التيار مما يسمح للنظام بالتكيف مع تغيرات الطقس واستخراج أقصى طاقة متاحة ومحول تيار مستمر / تيار متردد آخر يتحكم فيه PWM والذي يحول الجهد المباشر إلى جهد متناوب مرشح بواسطة مرشح LC وتم تصميمها ومحاكاتها باستخدام Matlab-SIMULINK 2014a. أظهرت نتائج المحاكاة قيمة الجهاز المتشابك. من هذه الدراسة تظهر أهمية نمذجة الاتصال بالشبكة الكهربائية ذات الحمل الخطي وغير الخطي في الظروف العادية وغير العادية. يحدد التحكم في العاكس وأنظمة الإنتاج السلوك الرئيسي لإنتاج الطاقة على شبكة الجهد المنخفض. توفر وحدة التحكم في التقنيات الحالية مثل PI و Hysteresis مرونة كبيرة في التحكم بل وتتكيف مع أخطاء الشبكة مثل الحالة غير الطبيعية: تضخم الجهد والتخفيضات وبالتالي لا يتم فصلها عن الشبكة. ودرسنا بشكل دقيق تيار الإخراج لوحدتي تحكم وأعطينا مقارنة بناءً على الاستجابة الديناميكية السريعة وسهولة التنفيذ والجودة الحالية "