Low-Voltage Ride-Through (LVRT), тармакка туташкан фотоэлектрдик системанын кыска мөөнөттүү чыңалуу түшүүсү учурунда тармактан ажырабай иштөөнү улантышы, инвертор тогун коопсуз чектерде кармашы жана зарыл болгондо тармак чыңалуусун колдоо үчүн реактивдүү ток бериши болуп саналат. Бул изилдөөдө эки баскычтуу, үч фазалуу жана тармакка туташкан 100 kW PV системасы үчүн үч башкаруу ыкмасы бирдиктүү түзүлүштө бириктирилген: глобалдык максималдуу кубат чекитин табууга багытталган GPOA-P&O–ESF MPPT, чыңалуу жана ток бузууларын баалап басаңдатуучу LADRC жана тең салмаксыз тармак шарттарында оң/терс ырааттуулук компоненттерин бөлүп, фаза-жыштыкты көзөмөлдөгөн DSOGI-FLL.

MATLAB/Simulink жана NI PXIe негизиндеги Hardware-in-the-Loop жыйынтыктарында сунушталган координацияланган түзүлүш SLG, 2LG жана 3LG чыңалуу түшүүсү сценарийлеринде DC-link чыңалуусун болжол менен 900 V тегерегинде кармап, инвертор тогун чектеп, реактивдүү кубат колдоосун берип жана бузулуудан кийин тез калыбына келүүнү көрсөткөн. 2LG, 0,5 pu чыңалуу түшүүсү сценарийинде PV кубаты 100 kW дан 60 kW га азайып, бузулуу жоюлганда кайра 100 kW га чыккан; реактивдүү кубат убактылуу болжол менен 100 kVAR га жогорулаган; current THD %3төн төмөн кармалган жана система 0,1 секунддан аз убакытта калыбына келген. Ошол эле учурда макаланын айрым бөлүмдөрүндө SLG сценарийиндеги кубат маанилери жана экинчи гармоникалык кубат термелүүлөрү толук басылган деген билдирүү боюнча текст ичиндеги дал келбестиктер бар.

LVRT эмне үчүн керек?

Тармактагы кыска туташуу же чыңалуу түшүүсү учурунда PV инверторлорунун капысынан ажырап калышы, өзгөчө PV кирүүсү жогору тармактарда чыңалуунун туруктуулугун дагы начарлатышы мүмкүн. Ошондуктан заманбап grid code-дор белгилүү чыңалуу-убакыт аймактарында PV станциясынын тармакка туташкан бойдон калышын жана реактивдүү ток берип чыңалуунун калыбына келишин колдоону талап кылат.

Чыңалуу төмөндөгөндө тармак кабыл ала турган активдүү кубат азаят. PV тарабы өндүрүүнү улантса, DC-link конденсаторунда энергия топтолуп, DC-link чыңалуусу жогорулашы мүмкүн. Ошол эле учурда инвертор тогу да номиналдык чектерден ашышы мүмкүн.

Бул Изилдөөдөгү Башкаруу Түзүлүшү Кайсы Компоненттерден Турат?

Сунушталган архитектура үч негизги башкаруу катмарын бирге колдонот:

PV системасынын физикалык түзүлүшү

Булак изилдөөнүн 6-бетиндеги 3-сүрөт системаны эки баскычтуу PV өзгөрткүч түзүлүшү катары көрсөтөт.

Энергия чынжыры:

PV массив → DC-DC boost converter → DC-link → үч фазалуу инвертор → фильтр → көтөрүүчү трансформатор → тармак

түрүндө.

PV системасынын номиналдык кубаты 100 kW, DC-link шилтемеси 900 V.

PV массивинин модели

Изилдөө PV модулу үчүн эки-диоддуу эквиваленттик моделди колдонот. Моделде фототок, эки диод, сериялык каршылык жана шунт каршылык чогуу эске алынат.

PV массивинин параметрлери:

• Панелдин кубаты: 255 W
• Voc: 37,94 V
• Isc: 8,76 A
• Vmpp: 30,71 V
• Impp: 8,37 A
• Сериялык панелдердин саны: 10
• Параллелдүү саптардын саны: 39

болуп саналат.

GPOA-P&O Классикалык P&Oдон Кантип Айырмаланат?

Классикалык Perturb and Observe (P&O) бир чокулуу P-V ийри сызыгында жөнөкөй жана натыйжалуу болушу мүмкүн. Жарым-жартылай көлөкөлөнүүдө bypass диоддорунан улам бир нече жергиликтүү максимум пайда болуп, классикалык P&O туура эмес чокуда калып калышы мүмкүн.

Сунушталган ыкма адегенде системанын uniform irradiance шартындабы же partial shading астындабы экенин аныктоого аракет кылат.

Изилдөөдө эки нурлануу баасы аныкталган:

\[ G_1= \frac{I_{0.8V_{oc}}} {I_{SC,STC}} G_{STC} \]

\[ G_2= \frac{I_{0.8V_{oc,array}}} {I_{MPP,STC}} G_{STC} \]

жана:

\[ |G_1-G_2|<30 \]

uniform шарт,

\[ |G_1-G_2|>30 \]

болсо partial shading көрсөткүчү катары колдонулган.

Бул 30 W/m² босогосу булак изилдөөдөгү панелге жана эксперименттик шарттарга мүнөздүү эмпирикалык параметр.

Жарым-жартылай көлөкө аныкталса эмне болот?

Кадимки шартта түздөн-түз P&O көзөмөлү колдонулат; partial shading аныкталганда алгоритм бир нече талапкер чыңалуу чекиттерин сканерлеп, глобалдык максималдуу кубат аймагын издейт жана андан соң P&O менен так көзөмөлгө өтөт.

Бул ыкманын максаты бүт P-V ийри сызыгын тынымсыз сканерлебестен глобалдык чокуну тезирээк табуу.

LADRC Деген Эмне?

Linear Active Disturbance Rejection Control (LADRC), система моделиндеги белгисиз ички динамикаларды жана тышкы бузууларды бирдиктүү “жалпы бузулуу” катары кабыл алып, аларды Linear Extended State Observer (LESO) аркылуу реалдуу убакытта баалоого аракет кылган башкаруу ыкмасы.

Негизги система:

\[ y^{(n)}(t)=f(t)+b_0u(t) \]

түрүндө кабыл алынат.

Бул жерде \(f(t)\), моделдин белгисиздиги менен тышкы бузуулардын суммасын билдирет.

LESO бул бузууну кошумча абал өзгөрмөсү катары баалап, башкаруу киришинде каршы багытта компенсациялайт.

LADRC эмне үчүн PI ордуна колдонулган?

Классикалык PI башкарууда ката пайда болгондон кийин интегралдык таасир ишке кирет. Чоң тармак бузууларында бул түзүлүш overshoot, жай калыбына келүү же интегралдык топтолуу көйгөйлөрүнө көбүрөөк сезгич болушу мүмкүн.

LADRC болсо байкоочу аркылуу жалпы бузууну баалап, аны эртерээк компенсациялоону көздөйт.

Изилдөөдө LADRC:

• PV чыңалуу контуру,
• PV ток контуру,
• DC-link чыңалуу контуру,
• тармак ток контуру

үчүн колдонулган.

LADRC жөндөөлөрү

Байкоочунун тилке кеңдиги башкаруу тилке кеңдигинен болжол менен төрт эсе чоң тандалган.

LADRC Тилке Кеңдиги Өтө Жогору Көтөрүлсө Эмне Болот?

Төмөн bandwidth бузууну четке кагууну жайлатат жана DC-link калыбына келүү убактысын узартат. Өтө жогорку bandwidth теориялык жактан тезирээк башкарууну камсыз кылганы менен өлчөө ызы-чуусуна жана чыңалуу/ток ripple-ына сезгичтикти жогорулатат.

Булактагы 3-таблица номиналдык тилке кеңдигин ылдамдык, төмөн overshoot жана ызы-чууга туруктуулуктун ортосундагы эң тең салмактуу иш чекити катары аныктайт.

DSOGI-FLL эмне үчүн керек?

Тең салмактуу үч фазалуу тармакта классикалык PLL жетиштүү болушу мүмкүн. Бирок бир-фаза-жер же эки-фаза-жер бузулууларында терс ырааттуулук чыңалуусу пайда болуп, классикалык SRF-PLL фазаны көзөмөлдөөдө жаңылышышы мүмкүн.

DSOGI-FLL түзүлүшү:

• α-β компоненттерин түзөт,
• 90° фазага жылдырылган ортогоналдык сигналдарды пайда кылат,
• оң жана терс ырааттуулуктарды бири-биринен ажыратат,
• FLL аркылуу тармак жыштыгын адаптивдүү түрдө көзөмөлдөйт.

DSOGI-FLL Бузулуу Учурунда Эмне Камсыз Кылат?

DSOGI-FLL өзгөчө асимметриялык тармак бузулууларында оң ырааттуулук фазасынын бурчун ишенимдүү көзөмөлдөөнү камсыз кылат.

Макаланын жыйынтык бөлүмүндө фаза катасы 0,5° төмөн калгандыгы жана система болжол менен %40 чыңалуу асимметриясына чейин туура фазалык көзөмөлдү улантканы айтылат.

Бул маалымат реактивдүү ток шилтемелерин туура фазада түзүү үчүн маанилүү.

Реактивдүү кубат кантип аныкталат?

Изилдөө Кытайдын grid code ыкмасына негизделген шилтемени колдонот.

Чыңалуу 0,9 pu дан жогору болсо:

\[ Q_{ref}=0 \]

0,2-0,9 pu аралыгында:

\[ Q_{ref}=1.5S(0.9-V) \]

жана 0,2 pu дан төмөн болсо:

\[ Q_{ref}=1.05S \]

колдонулат.

Максат — чыңалуу канчалык төмөндөсө, реактивдүү ток колдоосун ошончолук көбөйтүү.

Инвертордун ашыкча тогу кантип алдын алынат?

Активдүү жана реактивдүү кубат шилтемелери инвертордун уруксат берилген көрүнмө кубат жана ток чегинин ичинде кармалат.

Чыңалуу түшүүсүндө реактивдүү колдоо артыкчылыкка ээ болгон сайын активдүү кубат шилтемеси:

\[ P_{ref}= \sqrt{S_{max}^{2}-Q_{ref}^{2}} \]

формуласы менен чектелет.

Ошентип инвертор реактивдүү колдоо берип жатып ток чегинен ашпоого аракет кылат.

DC-Link Чыңалуусу Бузулуу Учурунда Эмне Үчүн Жогорулайт?

PV панель өндүргөн энергия менен тармакка өткөрүлө ала турган энергиянын ортосунда айырма пайда болгондо ашыкча энергия DC-link конденсаторунда топтолот.

Негизги энергия балансы:

\[ P_{dc}=P_{pv}-P_g \]

түрүндө.

Тармак чыңалуусу түшкөндө \(P_g\) азаят, бирок \(P_{pv}\) ошол эле ылдамдыкта азайбаса \(V_{dc}\) жогорулайт.

Изилдөө LADRC аркылуу DC-link агымын жөнгө салып, зарыл болгондо ашыкча энергияны чыгаруу үчүн discharge resistor колдонот.

SLG Бузулуусунда Эмне Болду?

Изилдөө 0,3 pu деңгээлине түшкөн бир-фаза-жер бузулуусун караган.

Булак текстинде бул сценарий үчүн сандык дал келбестик бар. Жыйынтык бөлүмүнүн биринчи түшүндүрмөсүндө PV тарабы болжол менен 100 kW деңгээлинде сакталганы, grid активдүү кубаты бузулуу учурунда болжол менен 60 kW га түшкөнү жана реактивдүү кубат болжол менен 100 kVAR га жогорулаганы айтылат.

Ал эми 5-таблицада ошол эле 1LG 0,3 pu сценарийи үчүн PV кубаты 50 → 50 ±%2 kW, grid чыныгы кубаты болжол менен 100 → 100 ±%2 kW жана реактивдүү кубат 0 → 0 катары көрсөтүлгөн.

Бул маанилер бири-бири менен шайкеш келбегендиктен бир гана сандык сценарийди “туура жыйынтык” катары тандабоо керек.

Ошого карабастан, булактагы графиктер жалпы төмөнкү жыйынтыктарды көрсөтөт:

• DC-link чыңалуу четтөөсү кичине кармалат.
• Инвертор тогу чектин ичинде кармалат.
• Бузулуудан кийин система тез арада номиналдык режимге кайтып келет.
• Сунушталган GPOA-P&O + LADRC ыкмасы классикалык P&O/PI негизиндеги ыкмаларга караганда төмөн transient четтөөнү көрсөтөт.

2LG Бузулуусунда Жыйынтыктар Кандай Болду?

Эки-фаза-жер бузулуусу изилдөөдө кыйла ырааттуу отчет берилген сценарийлердин бири.

Бузулуу:

• Башталышы: 0,4 s
• Аякташы: 0,7 s
• Чыңалуу түшүүсү: 0,5 pu

түрүндө колдонулган.

HIL жыйынтыктары 2LG симуляциясы менен шайкешпи?

Ооба. Булактагы 8-таблицада HIL жыйынтыктары симуляция тенденциясы менен жакын шайкештикти көрсөткөнү айтылат.

2LG сценарийинде HIL:

• PV кубаты: 100 → 60 → 100 kW
• DC-link: болжол менен 900 V ±15 V
• Grid активдүү кубаты: 100 → 60 → 100 kW
• Реактивдүү кубат: 0 → болжол менен 100 → 0 kVAR
• Current THD: ≤%3
• Recovery: болжол менен 0,08-0,10 s

көрсөткөн.

3LG Бузулуусунда Эмне Байкалды?

Үч-фаза-жер бузулуусунда болжол менен %60 чыңалуу түшүүсү колдонулган.

Булак PV тарабы болжол менен 100 kW өндүрүштү улантканын, grid активдүү кубаты болжол менен 50 kW га чейин азайтылганын жана болжол менен 50 kVAR реактивдүү колдоо берилгенин билдирет.

Бузулуудан кийин система болжол менен 100 ms ичинде бузулууга чейинки абалга кайтып келген.

Булак текстинде бул бөлүмдүн биринчи сүйлөмүндө “SLG” деп жазылганы менен, бөлүмдүн аталышы жана 21-22-сүрөттөр мунун ачык түрдө 3LG сценарийи экенин көрсөтөт.

Экинчи Гармоникалык Кубат Термелүүлөрү Толук Жок Кылындыбы?

Булактын айрым бөлүктөрү бул багытта күчтүү билдирүү жасайт; бирок математикалык башкаруу аныктамасы этият талдоону талап кылат.

Булакта \(K=0\) тандоосу үчүн:

• терс ырааттуулук тогу басылат,
• double-frequency power oscillations кабыл алынат

деп айтылат.

Ошондуктан ыкма DC-link жана кубат термелүүлөрүн олуттуу азайтат деп айтууга болот; бирок изилдөөнүн математикалык башкаруу режимине ылайык бардык экинчи гармоникалык активдүү/реактивдүү кубат компоненттери ар кандай шартта толугу менен нөлгө түшүрүлөт деген тыянак чыгарууга болбойт.

Изилдөөнүн Методу жана Жыйынтыктары

Башкаруу чынжыры

Динамикалык көрсөткүчтөр

MPPT салыштыруу

Булактагы 18-сүрөттө P&O, PSO, GWO, HHO жана сунушталган GPOA-P&O бир эле өзгөрүлмө irradiance профилинин шартында салыштырылган.

Сунушталган ыкма:

• тезирээк global peak жакындашуусу,
• төмөнүрөөк power tracking error,
• төмөнүрөөк PV power oscillation,
• туруктуураак DC-link

көрсөткөн.

Макалада “>%99 efficiency” деп берилген маани бул жерде MPPT tracking efficiency дегенди билдирет; ал бүт boost-inverter-transformer чынжырынын жалпы энергия өзгөртүү натыйжалуулугу эмес.

HIL текшерүүсү кантип жүргүзүлдү?

Реалдуу убакыттагы текшерүү NI PXIe негизиндеги платформада жүргүзүлгөн.

Модель:

• PV массив,
• DC-DC boost converter,
• DC-link конденсатору,
• grid-connected inverter,
• grid filter,
• grid source,
• fault-generation module

камтыйт.

Башкаруу алгоритми DSP 180 интерфейси аркылуу иштетилген.

Switching frequency: 10 kHz

Control sampling: 50 µs = 20 kHz

деп тандалган.

HIL Тести Чыныгы PV Станциясынын Талаа Тести Дегенди Билдиреби?

Жок. Hardware-in-the-Loop тести реалдуу убакыт эсептөөсүн, башкаруу картасын, сигнал үлгүлөөсүн жана аппараттык интерфейс кечигүүлөрүн системага кошот жана жөн гана offline симуляцияга караганда реалдуураак текшерүү болуп саналат.

Бирок чыныгы талаа шарттарындагы PV модулдарынын картаюусу, инвертордун жылуулук жүрүм-туруму, тармак импедансынын өзгөрүшү, сенсор бузулуусу, узак мөөнөттүү гармоникалык таасир жана чыныгы станциянын коргоо системаларынын баарын толук чагылдырбайт.

Изилдөө түздөн-түз колдогон жыйынтыктар

• GPOA-P&O partial shading шартында жергиликтүү максимумда калып калуу тобокелдигин азайтат.
• LADRC DC-link жана ток башкаруусунда PI негизиндеги baseline-дарга караганда тезирээк transient response көрсөткөн.
• DSOGI-FLL тең салмаксыз grid voltage шартында оң/терс ырааттуулукту ажыратууну жана фазаны көзөмөлдөөнү уланта алат.
• 2LG HIL тестинде DC-link болжол менен 900 ±15 V чегинде калган.
• 2LG HIL тестинде current THD ≤%3 деп билдирилген.
• 2LG тестинде болжол менен 100 kVAR реактивдүү кубат колдоосу берилген.
• Симуляция жана HIL жыйынтыктары ошол эле 2LG сценарийинде окшош тенденция көрсөткөн.
• Сунушталган башкаруу PI жана SCSO-tuned PI baseline-дарына караганда жакшыраак fault recovery жыйынтыктарын берген.

Изилдөө колдобогон жалпылоолор

• Жалпы PV өзгөртүү чынжыры %99дан жогору натыйжалуу деп айтууга болбойт.
• Сунушталган ыкма бардык чыныгы тармак бузулууларында %100 ийгиликтүү экени далилденген эмес.
• Күчтүү гармоникалык бузулуу же кең жыштык четтөөсүндө иштөө көрсөткүчү түздөн-түз сыналган эмес.
• Line-to-line fault бул изилдөөдө түз эксперименттик түрдө текшерилген эмес.
• Узак мөөнөттүү PV модул, DC-link конденсатору же жарым өткөргүч картаюусу моделденген эмес.
• Бардык экинчи гармоникалык кубат термелүүлөрү K=0 башкаруу режиминде толугу менен жок кылынат деп айтууга болбойт.
• SLG сценарийиндеги сандык кубат маанилери булак ичинде толук шайкеш эмес.

Келечектеги иш

Авторлор системаны line-to-line faults, жыштык четтөөлөрү, grid-voltage harmonics жана бириктирилген fault-harmonic шарттарда кеңири текшерүүнү сунуш кылышат.

Мындан тышкары converter losses, sensor noise, parameter mismatch, узак мөөнөттүү картаюу, көп инверторлуу PV станциялары жана өнүккөн reinforcement-learning / nonlinear disturbance-rejection ыкмалары менен салыштыруу келечектеги изилдөө багыттары катары көрсөтүлгөн.

Булак жана Ыкма Эскертүүсү

Түпнуска изилдөө: Coordinated LADRC and GPOA-P&O MPPT for Robust Fault Ride-Through and Power Stability in Grid-Connected PV Systems.

Авторлор: Tianhao Zhu, Zhenglu Shi, Hui Xiao, Zhihong Zeng, Chao Min, AL-Wesabi Ibrahim, Hassan M. Hussein Farh жана Abdullah M. Al-Shaalan.

Жооптуу автор: Zhenglu Shi.

Мекемелер: Changsha University of Science and Technology; Hunan University; Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University; King Saud University.

Жарыя: Machines, 2026, 14, 876. MDPI.

DOI: 10.3390/machines14080876

Жарыялоо процесси: 15 июнь 2026-жылы алынган, 11 июль 2026-жылы кайра каралган, 23 июль 2026-жылы кабыл алынган жана 1 август 2026-жылы жарыяланган.

Рецензия: Рецензияланган изилдөө макаласы.

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

PV системасынын кубаты: 100 kW.

DC-link: 900 V, 3000 µF.

Grid filter inductance: 3 mH.

Симуляция: MATLAB/Simulink 2024a.

HIL: NI PXIe негизиндеги реалдуу убакыт платформасы + DSP 180 башкаруу интерфейси; 10 kHz inverter switching жана 20 kHz controller sampling.

Негизги ыкмалар: GPOA-P&O–ESF global MPPT, LADRC/LESO, DSOGI-FLL/PNSC, VOC, positive/negative-sequence current control жана LVRT reactive power reference generation.

Каржылоо: Ongoing Researchers Funding Program, King Saud University, Grant ORF-2026-337.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Изилдөөнүн түпкү салымдары макаланын ичинде берилгени жана кошумча суроолорду жооптуу авторго жөнөтүүгө болору көрсөтүлгөн.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор кызыкчылыктардын кагылышы жок экенин билдиришкен.

Негизги методологиялык чектөөлөр: Изилдөө симуляция жана HILге негизделген; талаа масштабындагы узак мөөнөттүү PV станциясынын текшерүүсү жүргүзүлгөн эмес. Converter losses, sensor noise, параметр белгисиздиги жана картаюу кеңири моделденген эмес. Күчтүү гармоникалык жана кең жыштык четтөө сценарийлери келечектеги ишке калтырылган. Айрым 1LG сандык маанилери жана экинчи гармоникалык кубат термелүүлөрү боюнча билдирүүлөр булак ичинде бири-бирине толук шайкеш эмес.