Converter-interfaced power sources (CIPS) are hybrid control systems as they may switch between multiple operating modes. Due to increasing penetration, the hybrid behavior of CIPS, such as, wind turbine generators (WTG), may have significant impact on power system dynamics. In this paper, the frequency dynamics under inertia emulation and primary support from WTG is studied. A mode switching for WTG to ensure adequate frequency response is proposed. The switching instants are determined by our proposed concept of a region of safety (ROS), which is the initial set of safe trajectories. The barrier certificate methodology is employed to derive a new algorithm to obtain and enlarge the ROS for the given desired safe limits and the worst-case disturbance scenarios. Then critical switching instants and a safe recovery procedure are found. In addition, the emulated inertia and load-damping effect is derived in the time frame of inertia and primary frequency response, respectively. The theoretical results under critical cases are consistent with simulations and can be used as guidance for practical control design.


翻译:转换器界面动力源(CIPS)是混合控制系统,它们可能在多种操作模式之间转换。由于渗透率增加,CTPS(如风轮机发电机)的混合行为可能对动力系统动态产生重大影响。本文研究了惯性模拟和WTG主要支持下的频率动态。提出了WTG的调换模式,以确保适当的频率反应。转换瞬时由我们提出的安全区域概念(ROS)确定,这是一套初步的安全轨迹。屏障证书方法用于为特定安全限值和最坏的扰动情况生成新的算法,以获取和扩大ROS。然后发现临界转换瞬时和安全恢复程序。此外,惯性惯性和主要频率反应的时间框架分别产生类似的惯性效应和加载效应。关键案例下的理论结果与模拟一致,可以用作实际控制设计的指导。

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