Voltage Stability of Power Systems with Renewable-Energy Inverter-Based Generators: a review




Download 4.6 Mb.
Pdf ko'rish
bet2/26
Sana23.10.2023
Hajmi4.6 Mb.
#89984
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26
Bog'liq
electronics-10-00115-v3
3012107720, notification-file, application-file, 1669973412 (3), 1669120852, 1671794695, 1671786083, 1671606844, 1671627717, 6-Hhg2maExef6D4dssx4y3oBHURCKfsq, AgioGbFzDYdNWpPFYeiuNAhafTAYCWxy, 1, Axborot texnologiyalari va kommunikatsiyalarini rivojlantirish v-www.hozir.org, - Raspberry Pi for Beginners Revised Edition 2014 (2011)
Keywords:
voltage stability; electrical power system stability; microgrid; inverter based generator;
inverter based resources; reactive power; renewable energy sources; smart grid
1. Introduction
Distributed energy resources (DERs) in various forms are rapidly being added to the
electrical power grid. Most DERs are in the form of renewable energy sources (RES). Power
electronic inverters are usually used as the interface between a RES and the power grid.
DERs, or with some small difference in meaning, distributed generators (DGs) interfaced
to the power grid with power electronic inverters are called inverter-based generators
(IBGs), or sometimes more generally are called inverter-based resources (IBRs). To make
DERs controllable, they are put in the form of microgrids (MGs), which are defined by the
International Council on Large Electrical Systems (CIGRE) as [
1
]:
“Microgrids are electricity distribution systems containing loads and distributed
energy resources (such as distributed generators, storage devices, or controllable loads)
that can be operated in a controlled, coordinated way either while connected to the main
power network or while islanded.”
Conventionally, most of the generators in a power system are synchronous generators
(SGs). These types of generators have well-defined controllers, which easily control the
flow of both real and reactive power. Also, an SG usually has a heavy rotor, which provides
big inertia that prevents sudden changes in the speed of the rotor, and this eventually
helps to maintain the stability of the power system when disturbances occur in a section
of the system. IBGs, on the other hand, do not naturally provide inertia except if it is
Electronics 2021, 10, 115. https://doi.org/10.3390/electronics10020115
https://www.mdpi.com/journal/electronics


Electronics 2021, 10, 115
2 of 27
made virtually. Although control schemes have been developed to control their active and
reactive power; firstly, they cannot be controlled over a wide range that was the case for
SGs, and secondly, they have an intermittent power output, which is almost continuously
varying and is not exactly predictable. According to the report by the IEEE PES Task Force
on Microgrid Stability Analysis and Modeling [
2
], though having a generating unit close
to the load in an MG helps in the reduction of voltage drop, the limitation on the output
current of IBRs is a crucial factor for voltage instability of MGs. A Microgrid generates
dynamics that impact the direction of the current flow and its magnitude [
3
]. Furthermore,
the short-circuit capacity of an IBG compared to an SG is very low, which may cause a
considerable drop in the MG fault level [
4
,
5
]. The low short-circuit capacity also limits its
ability in providing the inrush current for induction motors [
2
,
6
], and creates a bus with
lower strength compared with a similar bus connected to an SG.
These characteristics of IBGs cause some significant changes in the system character-
istics concerning the power system stability and in particular the voltage stability [
7
]. To
address these changes, various operation and control schemes have been proposed for
power IBGs, for example [
8

12
].
The stability concepts and practices used for the conventional power systems are
not sufficient for the stability analysis of MGs and power systems with a high level of
connected DGs. The research has been conducted to develop new approaches for the
stability analysis of systems with MGs. In the literature, two main approaches can be
observed [
13
]: (a) small-signal stability assessments, and (b) investigating dynamics of the
inverters.

Download 4.6 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26




Download 4.6 Mb.
Pdf ko'rish

Bosh sahifa
Aloqalar

    Bosh sahifa



Voltage Stability of Power Systems with Renewable-Energy Inverter-Based Generators: a review

Download 4.6 Mb.
Pdf ko'rish