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Modeling, Analysis and Testing of Autonomous Operation of an Inverter-Based Microgrid / Pogaku, Nagaraju in IEEE transactions on power electronics, Vol. 22 N°2 (Mars 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on power electronics > Vol. 22 N°2 (Mars 2007) . - 613-625 p. Titre : Modeling, Analysis and Testing of Autonomous Operation of an Inverter-Based Microgrid Titre original : Modèle, analyse et examin du fonctionnement autonome d'un inverseur basé Microgrid Type de document : texte imprimé Auteurs : Pogaku, Nagaraju, Auteur ; Prodanovic, Milan, Auteur ; Green, Timothy C., Auteur Article en page(s) : 613-625 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Inverter  Inverter  model  Microgrid  Power  control  Small-signal  stability  Inverseur  Modèle  d'inverseur  Micro-grille  Commande  de  puissance  Stabilité  d'un  petit  signal Index. décimale : 621.31 Production,approvisionnement et contrôle de l'électricité.Machines et appareils électriques.Mesure électrique.Magnétisme et électrostatique appliquées Résumé : The analysis of the small-signal stability of conventional power systems is well established, but for inverter based microgrids there is a need to establish how circuit and control features give rise to particular oscillatory modes and which of these have poor damping. This paper develops the modeling and analysis of autonomous operation of inverter-based microgrids. Each sub-module is modeled in state-space form and all are combined together on a common reference frame. The model captures the detail of the control loops of the inverter but not the switching action. Some inverter modes are found at relatively high frequency and so a full dynamic model of the network (rather than an algebraic impedance model) is used. The complete model is linearized around an operating point and the resulting system matrix is used to derive the eigenvalues. The eigenvalues (termed "modes") indicate the frequency and damping of oscillatory components in the transient response. A sensitivity analysis is also presented which helps identifying the origin of each of the modes and identify possible feedback signals for design of controllers to improve the system stability. With experience it is possible to simplify the model (reduce the order) if particular modes are not of interest as is the case with synchronous machine models. Experimental results from a microgrid of three 10-kW inverters are used to verify the results obtained from the model. L'analyse de la petite stabilité de signal des systèmes d'alimentation conventionnels est bien établie, mais pour l'inverseur a basé des micro-grilles il y a un besoin d'établir comment les dispositifs de circuit et de commande provoquent des modes oscillants particuliers et qui de ces derniers ont l'atténuation pauvre. Cet article développe modeler et l'analyse de l'opération autonome des micro-grilles basées par inverseur. Chaque module secondaire est modelé sous la forme de l'espace d'état et tous sont combinés ensemble sur une armature commune de référence. Le modèle capture le détail des boucles d'avertissement de l'inverseur mais pas de l'action de commutation. Quelques modes d'inverseur sont trouvés relativement à la fréquence et ainsi un plein modèle dynamique du réseau (plutôt qu'un modèle algébrique d'impédance) est employé. Le modèle complet est linéarisé autour d'un point de fonctionnement et la matrice résultante de système est employée pour dériver les valeurs propres. Les valeurs propres (nommées des « modes ») indiquent la fréquence et l'atténuation des composants oscillants dans la réponse passagère. Une analyse de sensibilité est également présentée qui aide à identifier l'origine de chacun des modes et identifie les signaux de retour possibles pour la conception des contrôleurs d'améliorer la stabilité de système. Avec l'expérience il est possible de simplifier le modèle (réduire l'ordre) si les modes particuliers ne sont pas d'intérêt comme cela est le cas pour les modèles synchrones de machine. Des résultats expérimentaux d'un microgrid de trois inverseurs 10-kW sont employés pour vérifier les résultats obtenus à partir du modèle. DEWEY : 621 ISSN : 0885-8993 RAMEAU : Traitement du signal En ligne : nagaraju.pogaku@imperial.ac.uk, milan.prodanovic@imperial.ac.uk, green@imperial. [...] [article] Modeling, Analysis and Testing of Autonomous Operation of an Inverter-Based Microgrid = Modèle, analyse et examin du fonctionnement autonome d'un inverseur basé Microgrid [texte imprimé] / Pogaku, Nagaraju, Auteur ; Prodanovic, Milan, Auteur ; Green, Timothy C., Auteur . - 613-625 p. Electronique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on power electronics > Vol. 22 N°2 (Mars 2007) . - 613-625 p. Mots-clés : Inverter  Inverter  model  Microgrid  Power  control  Small-signal  stability  Inverseur  Modèle  d'inverseur  Micro-grille  Commande  de  puissance  Stabilité  d'un  petit  signal Index. décimale : 621.31 Production,approvisionnement et contrôle de l'électricité.Machines et appareils électriques.Mesure électrique.Magnétisme et électrostatique appliquées Résumé : The analysis of the small-signal stability of conventional power systems is well established, but for inverter based microgrids there is a need to establish how circuit and control features give rise to particular oscillatory modes and which of these have poor damping. This paper develops the modeling and analysis of autonomous operation of inverter-based microgrids. Each sub-module is modeled in state-space form and all are combined together on a common reference frame. The model captures the detail of the control loops of the inverter but not the switching action. Some inverter modes are found at relatively high frequency and so a full dynamic model of the network (rather than an algebraic impedance model) is used. The complete model is linearized around an operating point and the resulting system matrix is used to derive the eigenvalues. The eigenvalues (termed "modes") indicate the frequency and damping of oscillatory components in the transient response. A sensitivity analysis is also presented which helps identifying the origin of each of the modes and identify possible feedback signals for design of controllers to improve the system stability. With experience it is possible to simplify the model (reduce the order) if particular modes are not of interest as is the case with synchronous machine models. Experimental results from a microgrid of three 10-kW inverters are used to verify the results obtained from the model. L'analyse de la petite stabilité de signal des systèmes d'alimentation conventionnels est bien établie, mais pour l'inverseur a basé des micro-grilles il y a un besoin d'établir comment les dispositifs de circuit et de commande provoquent des modes oscillants particuliers et qui de ces derniers ont l'atténuation pauvre. Cet article développe modeler et l'analyse de l'opération autonome des micro-grilles basées par inverseur. Chaque module secondaire est modelé sous la forme de l'espace d'état et tous sont combinés ensemble sur une armature commune de référence. Le modèle capture le détail des boucles d'avertissement de l'inverseur mais pas de l'action de commutation. Quelques modes d'inverseur sont trouvés relativement à la fréquence et ainsi un plein modèle dynamique du réseau (plutôt qu'un modèle algébrique d'impédance) est employé. Le modèle complet est linéarisé autour d'un point de fonctionnement et la matrice résultante de système est employée pour dériver les valeurs propres. Les valeurs propres (nommées des « modes ») indiquent la fréquence et l'atténuation des composants oscillants dans la réponse passagère. Une analyse de sensibilité est également présentée qui aide à identifier l'origine de chacun des modes et identifie les signaux de retour possibles pour la conception des contrôleurs d'améliorer la stabilité de système. Avec l'expérience il est possible de simplifier le modèle (réduire l'ordre) si les modes particuliers ne sont pas d'intérêt comme cela est le cas pour les modèles synchrones de machine. Des résultats expérimentaux d'un microgrid de trois inverseurs 10-kW sont employés pour vérifier les résultats obtenus à partir du modèle. DEWEY : 621 ISSN : 0885-8993 RAMEAU : Traitement du signal En ligne : nagaraju.pogaku@imperial.ac.uk, milan.prodanovic@imperial.ac.uk, green@imperial. [...]