KONTROL BERBASIS SYNCHRONVERTER DAN MODEL PREDIKTIF UNTUK MULTI-PORT AUTONOMOUS RECONFIGURABLE SOLAR PLANTS

Aditya Galih Setyaji; Dendy Kurniawan; Edy Siswanto

doi:10.51903/informatika.v3i1.233

Aditya Galih Setyaji Universitas Sains dan Teknologi Komputer
Dendy Kurniawan Universitas Sains dan Teknologi Komputer
Edy Siswanto Universitas Sains dan Teknologi Komputer

DOI: https://doi.org/10.51903/informatika.v3i1.233

Keywords: Synchronverter, Photovoltaic, energy storage system, solar system, Reconfigurable Solar

Abstract

Penelitian ini menyajikan algoritma synchronverter dan arsitektur kontrol sistem Multi-port Autonomous Reconfigurable Solar (MA_RS) untuk memberikan dukungan ke jaringan ac di bawah berbagai peristiwa di jaringan dan menyajikan algoritma kontrol berbasis model-based predictive control (MB_PC) untuk sistem MA_RS untuk memberikan dukungan ke jaringan ac ketika perubahan frekuensi diamati di jaringan. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mengusulkan skema kontrol lanjutan berbasis model-based predictive control (MB_PC) yang dapat memberikan dukungan frekuensi selama penyimpangan frekuensi yang tidak terduga. Dalam penelitian ini, implementasi rinci dari algoritma kontrol berbasis synchronverter untuk sistem MA_RS disajikan. Algoritme kontrol yang diusulkan dan arsitektur kontrol sistem MA_RS dievaluasi melalui simulasi pada platform simulasi PSCAD/EMTDC untuk menampilkan kinerja dalam berbagai kondisi operasi dan dievaluasi dalam model simulasi luring Opal-RT yang juga dapat digunakan untuk melakukan uji kontrol-perangkat keras-in-the-loop (c-HIL). Algoritme model-based predictive control (MB_PC) canggih untuk memberikan dukungan frekuensi ke topologi baru photovoltaic (PV) terintegrasi, energy storage system berbasis baterai (ESS), dan high-voltage direct current (HV_DC) sistem yang disebut multi-port autonomous reconfigurable solar (MA_RS) diusulkan. Algoritme kontrol yang diusulkan untuk dukungan frekuensi didasarkan pada kontrol berbasis synchronverter. Simulasi sistem MA_RS-HV_DC dengan strategi kontrol yang diusulkan disimulasikan dan divalidasi untuk MA_RS yang terhubung ke jaringan rasio hubung singkat (SCR) rendah di lingkungan simulasi PSCAD/EMTDC. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa sistem MA_RS dengan kontrol berbasis SG memberikan dukungan voltase yang lebih baik dengan menyuntikkan lebih banyak daya reaktif ke dalam sistem selama gangguan fase seimbang dibandingkan dengan metode kontrol berbasis VSG. Untuk respon tegangan, metode kontrol berbasis SG lebih baik daripada metode kontrol berbasis VSG untuk kondisi SCR berbeda yang diuji. Kontrol berbasis MB_PC didasarkan pada algoritma kontrol berbasis synchronverter. Algoritme kontrol yang diusulkan dan arsitektur kontrol sistem MA_RS dievaluasi pada sistem MA_RS pada lingkungan simulasi PSCAD/EMTDC. Hasil simulasi menampilkan peningkatan nadir frekuensi dan kondisi tunak frekuensi yang disediakan oleh sistem Multi-port Autonomous Reconfigurable Solar (MA_RS) melalui kontrol MB_PC. Dalam penelitian dimasa depan, metode kontrol lanjutan diperlukan untuk menyediakan operasi yang stabil di bawah kesalahan yang tidak seimbang.

References

E. K. P. Chong and S. H. Zak, An Introduction to Optimization. Wiley, 2004.
H. Knaak, “Modular multilevel converters and HV_DC/FACTS: A success story,” in Proc. 201114th European Conference on Power Electronics and Applications, pp. 16.
H. Knaak, “Modular multilevel converters and HV_DC/FACTS: A success story,” in Proc. 2011 14th European Conference on Power Electronics and Applications, pp. 1-6.
J. Rodriguez and P. Cortes, Predictive Control of Power Converters and Electrical Drives. Wiley-IEEE Press, 2012.
M. Amin and M. Molinas, “Self-synchronisation of wind farm in MMC-based HV_DC system,” in Proc. 2016 IEEE Electrical Power and Energy Conference (EPEC), pp. 16.
M. Amin, A. Rygg, and M. Molinas, “Self-synchronization of wind farm in an MMC- based HV_DC system: A stability investigation,” IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 32, no. 2, pp. 458-470, 2017.
M. P. N. Van Wesenbeeck, S. W. H. De Haan, P. Varela, and K. Visscher, “Grid tied converter with virtual kinetic storage,” in Proc. 2009 IEEE Bucharest PowerTech, pp. 1-7.
P. Krause, O. Wasynczuk, S. Sudhoff, S. Norrga, and S. Pekarek, Analysis of Electric Machinery and Drive Systems. Wiley-IEEE Press, 2013.
Q. Zhong and G. Weiss, “Synchronverters: Inverters that mimic synchronous generators,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 58, pp. 1259-1267, April 2011.
Q. Zhong and G. Weiss, “Synchronverters: Inverters that mimic synchronous generators,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 58, no. 4, pp. 1259-1267, April 2011.
Q. Zhong, P. Nguyen, Z. Ma, and W. Sheng, “Self-synchronized synchronverters: Inverters without a dedicated synchronization unit,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 29, no. 2, pp. 617-630, 2014.
S. Debnath and M. Chinthavali, “Control of MMC-HV_DC in low-inertia weak grids,” in Proc. 2017 IEEE 12th International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS), pp. 435-441.
S. Debnath and M. Chinthavali, “MMC-HV_DC: Simulation and control system,” in Proc. 2016 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), pp. 1-8.
S. Debnath, J. Qin, B. Bahrani, M. Saeedifard, and P. Barbosa, “Operation, control, and applications of the modular multilevel converter: A review,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 30, pp. 37-53, Jan 2015.
U. Tamrakar, D. Shrestha, M. Maharjan, B. P. Bhattarai, T. M. Hansen, and R. Tonkoski, “Virtual inertia: Current trends and future directions,” Applied Sciences, vol. 7, no. 7, p. 654, 2017.
WECC Renewable Energy Modeling Task Force, “WECC Solar Plant Dynamic Modeling Guidelines,” 2014.
Z. Shuai, W. Huang, C. Shen, J. Ge, and Z. J. Shen, “Characteristics and restraining method of fast transient inrush fault currents in synchronverters,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 64, no. 9, pp. 7487-7497, 2017