Published March 10, 2021 | Version v1
Publication Open

MPC-Based Arctan Droop Control Strategy of the Parallel Inverter System in an Islanded AC Microgrid

Creators

  • 1. African Institute for Development Policy
  • 2. Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology

Description

Distributed generations (DG) are one of the upcoming technologies recently used by many electric utilities in all corners of the world. Most of those DG form the microgrid (MG) to serve local loads and can be connected to the grid. This DG's technology is enabled by utilizing renewable energy sources (REs) that are ecofriendly; however, these REs are intermittent by their nature, so controlling a power electronic device interfaced with them to be connected to the grid is another challenge. Many researchers have worked on the inverters' control in MG. This study also elaborates on the control strategy for inverters adapted to REs for proper control of voltage and frequency used in an islanded microgrid. The study proposes a hybrid control strategy made of the virtual impedance droop control with arctan function and model predictive control. Extensive simulations have been carried out to validate the proposed control strategy's effectiveness in terms of rapid transient response and stabilization of voltage, frequency, and power equitability among the microsources in the islanded microgrid.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الأجيال الموزعة (DG) هي واحدة من التقنيات القادمة التي تستخدمها مؤخرًا العديد من المرافق الكهربائية في جميع أنحاء العالم. يشكل معظم هؤلاء DG الشبكة الدقيقة (MG) لخدمة الأحمال المحلية ويمكن توصيلها بالشبكة. يتم تمكين تقنية حوكمة البيانات هذه من خلال استخدام مصادر الطاقة المتجددة (REs) الصديقة للبيئة ؛ ومع ذلك، فإن هذه المصادر متقطعة بطبيعتها، لذا فإن التحكم في جهاز إلكتروني للطاقة متصل بها ليتم توصيله بالشبكة يمثل تحديًا آخر. عمل العديد من الباحثين على التحكم في المحولات في MG. توضح هذه الدراسة أيضًا استراتيجية التحكم للمحولات المتكيفة مع مصادر الطاقة المتجددة للتحكم المناسب في الجهد والتردد المستخدم في شبكة ميكروية جزرية. تقترح الدراسة استراتيجية تحكم هجينة مصنوعة من التحكم في تدلي المعاوقة الافتراضية مع وظيفة الأركتان ونموذج التحكم التنبؤي. تم إجراء عمليات محاكاة واسعة النطاق للتحقق من فعالية استراتيجية التحكم المقترحة من حيث الاستجابة العابرة السريعة وتثبيت الجهد والتردد وإنصاف الطاقة بين المصادر الدقيقة في الشبكة الدقيقة للجزيرة.

Translated Description (French)

Les générations distribuées (DG) sont l'une des technologies à venir récemment utilisées par de nombreux services publics d'électricité aux quatre coins du monde. La plupart de ces DG forment le microgrid (MG) pour desservir les charges locales et peuvent être connectés au réseau. La technologie de cette DG est rendue possible par l'utilisation de sources d'énergie renouvelables (ER) respectueuses de l'environnement ; cependant, ces ER sont intermittentes par nature, de sorte que le contrôle d'un dispositif électronique de puissance interfacé avec elles pour être connecté au réseau est un autre défi. De nombreux chercheurs ont travaillé sur le contrôle des onduleurs dans MG. Cette étude développe également la stratégie de contrôle des onduleurs adaptés aux ER pour un bon contrôle de la tension et de la fréquence utilisées dans un micro-réseau îloté. L'étude propose une stratégie de contrôle hybride faite du contrôle de la chute d'impédance virtuelle avec la fonction arctan et le contrôle prédictif du modèle. Des simulations approfondies ont été réalisées pour valider l'efficacité de la stratégie de contrôle proposée en termes de réponse transitoire rapide et de stabilisation de la tension, de la fréquence et de l'équitabilité de la puissance parmi les microsources du micro-réseau îloté.

Translated Description (Spanish)

Las generaciones distribuidas (DG) son una de las próximas tecnologías utilizadas recientemente por muchas empresas eléctricas en todos los rincones del mundo. La mayoría de esos DG forman la microrred (MG) para servir a las cargas locales y se pueden conectar a la red. La tecnología de esta DG se habilita mediante la utilización de fuentes de energía renovables (RE) que son ecológicas; sin embargo, estas RE son intermitentes por su naturaleza, por lo que controlar un dispositivo electrónico de potencia interconectado con ellas para conectarse a la red es otro desafío. Muchos investigadores han trabajado en el control de los inversores en MG. Este estudio también detalla la estrategia de control para inversores adaptados a RE para un control adecuado de la tensión y la frecuencia utilizadas en una microrred aislada. El estudio propone una estrategia de control híbrida hecha del control de caída de impedancia virtual con función arctan y control predictivo del modelo. Se han realizado extensas simulaciones para validar la efectividad de la estrategia de control propuesta en términos de respuesta transitoria rápida y estabilización de la equidad de voltaje, frecuencia y potencia entre las microfuentes en la microrred aislada.

Files

1870590.pdf.pdf

Files (15.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:d8e3e034ffa8206edc7f02b105db34c6
15.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استراتيجية التحكم في أركتان دروب المستندة إلى MPC لنظام العاكس المتوازي في شبكة ميكروية للتيار المتردد
Translated title (French)
Stratégie de contrôle Arctan Droop basée sur MPC du système d'onduleur parallèle dans un microréseau CA insulaire
Translated title (Spanish)
Estrategia de control de caída Arctan basada en MPC del sistema inversor paralelo en una microrred de CA aislada

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3135078381
DOI
10.1155/2021/1870590

Is supplement to
https://openalex.org/W4210526872 (Other)
https://openalex.org/W3132792237 (Other)
https://openalex.org/W3132497606 (Other)
https://openalex.org/W2973159757 (Other)
https://openalex.org/W2902030441 (Other)
https://openalex.org/W2895708895 (Other)
https://openalex.org/W2391659095 (Other)
https://openalex.org/W2377871876 (Other)
https://openalex.org/W2349700491 (Other)
https://openalex.org/W2168694011 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Kenya

References

  • https://openalex.org/W1982588147
  • https://openalex.org/W1985103690
  • https://openalex.org/W1998353748
  • https://openalex.org/W2056459609
  • https://openalex.org/W2075877818
  • https://openalex.org/W2108326722
  • https://openalex.org/W2124708943
  • https://openalex.org/W2135027046
  • https://openalex.org/W2139033201
  • https://openalex.org/W2148532820
  • https://openalex.org/W2152288972
  • https://openalex.org/W2161768424
  • https://openalex.org/W2167266213
  • https://openalex.org/W2354032518
  • https://openalex.org/W2600949469
  • https://openalex.org/W2605776414
  • https://openalex.org/W2745665709
  • https://openalex.org/W2751155104
  • https://openalex.org/W2753521310
  • https://openalex.org/W2796234617
  • https://openalex.org/W2905262574
  • https://openalex.org/W2925013737
  • https://openalex.org/W2943542119
  • https://openalex.org/W2945370467
  • https://openalex.org/W3011692760
  • https://openalex.org/W3012223405
  • https://openalex.org/W3092553147
  • https://openalex.org/W4230936484