On the stability of three-phase grid-tied photovoltaic inverter systems : modeling, investigation, and stability-enhanced operation

Yang, Zhiqing; Blaabjerg, Frede; de Doncker, Rik W.

doi:10.18154/RWTH-2021-04756

On the stability of three-phase grid-tied photovoltaic inverter systems : modeling, investigation, and stability-enhanced operation

Yang, Zhiqing^RWTH*

2021

VerantwortlichkeitsangabeZhiqing Yang

Ausgabe1. Auflage

ImpressumAachen : E.ON Energy Research Center, RWTH Aachen University 2021

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme

ReiheE.ON Energy Research Center ; PGS, Power Generation and Storage Systems ; 90

Dissertation, RWTH Aachen University, 2021

Druckausgabe: 2021. - Auch veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak06

Hauptberichter/Gutachter
de Doncker, Rik W. (Thesis advisor)^RWTH* ; Blaabjerg, Frede (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2021-03-24

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2021-04756
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/818957/files/818957.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
control (frei) ; modeling (frei) ; power converters (frei) ; resonances (frei) ; stability (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 621.3

Kurzfassung
Die Sorge um den Ausstoß von Treibhausgasen und die Liberalisierung der Strommärkte treiben die Verbreitung der erneuerbaren Energieerzeugung voran. Mit zunehmender Durchdringung der Photovoltaik- (PV) und Windenergieerzeugung entwickeln sich die konventionellen, von großen Maschinen dominierten Stromnetze hin zu rein leistungselektronisch basierten Generatorsystemen. Die Wechselwirkungen zwischen leistungselektronischen Umrichtern, Lasten und dem Netz stellen jedoch neue Herausforderungen an die Stabilität von umrichterbasierten Leistungssystemen dar. Diese Arbeit untersucht das Problem der Oberschwingungsstabilität von dreiphasigen netzgekoppelten PV-Wechselrichtersystemen mit dem Ziel, einen umfassenden Rahmen zur Modellierung und Untersuchung der gesamten Systemdynamik zu schaffen und die Ursache von Resonanzen zu identifizieren. Es werden Regelungsstrategien zur Verbesserung der Stabilität für umrichterbasierte Stromversorgungssysteme untersucht.

Environmental concerns with greenhouse gas emissions and liberalized electricity markets have been driving the proliferation of renewable energy generations. With increasing penetrations of photovoltaic (PV) and wind generations, the conventional power grids dominated by large machines are evolving towards purely power-electronic-based generator systems. However, interactions among power electronic converters, loads, and the grid bring new challenges to the stability of converter-based power systems. This work investigates the harmonic stability issue of three-phase grid-tied PV inverter systems, aiming to provide a comprehensive framework to model and study the complete system dynamics and to identify the reason of resonances. Control strategies are prosed to enhance the stability for converter-based power systems.

OpenAccess:
PDF
(zusätzliche Dateien)