Ushbu tadqiqot o‘rta kuchlanishli o‘zgarmas tok taqsimlash tarmoqlarida bir nechta Voltage Source Converter (VSC), Switched-Capacitor DC Transformer (SCDCT) va uzun DC liniyasi bir tizimda ishlaganda yuzaga kelishi mumkin bo‘lgan kuchlanish tebranishlarining sababini impedans o‘zaro ta’siri orqali o‘rganadi.

Tadqiqotchilar avval DAB asosidagi SCDCTning kichik-signal kirish impedansi modelini hosil qilgan, so‘ng bu modelni VSC chiqish impedansi va liniya impedanslari bilan birlashtirib, ko‘p terminalli MVDC tizim uchun manba–yuk impedansi o‘zaro ta’sirini tahlil qilgan.

Natijalarga ko‘ra, uzun liniyalarning parazit impedanslari va tizimga qo‘shilgan SCDCTlar kritik impedans kesishish chastotasini pasaytirishi va manba bilan yuk tomoni orasidagi faza farqini oshirishi mumkin. Tadqiqotning namunaviy tizimida bitta VSC va bitta SCDCT barqaror bo‘lsa, ikkinchi SCDCT qo‘shilganda faza farqi 180,1° gacha oshadi va tizim tebranuvchi beqarorlik holatiga o‘tadi. Aksincha, manba tomoniga qo‘shimcha VSC ulanishi ekvivalent manba impedansini qayta shakllantirib, barqarorlikni tiklashi mumkin.

Tadqiqot, shuningdek, SCDCT kirish tokining tebranuvchi tarkibiy qismini aniqlaydigan Active Damping Method usulini taklif qiladi. Boshqaruvchi SCDCT kirish impedansiga ketma-ket virtual impedans ta’sirini qo‘shib, kritik chastota hududidagi impedans kattaligi va fazasini o‘zgartiradi. MATLAB/Simulink va Control Hardware-in-the-Loop tajribalarida bu usul ilgari beqaror bo‘lgan konfiguratsiyalarni yana barqaror hududga olib kelgan.

MVDC tarmoqlarida konvertorlar o‘zaro ta’siri nima uchun beqarorlik keltirib chiqarishi mumkin?

An’anaviy passiv elektr tarmoqlarida liniya impedansi asosan fizik R, L va C elementlari bilan belgilanadi. Quvvat elektronikasi konvertorlari ustun bo‘lgan DC tarmoqlarida esa boshqaruv konturlari qurilmaning terminaldan ko‘rinadigan dinamik impedansini ham belgilaydi.

Shuning uchun ikki qurilma alohida-alohida barqaror bo‘lsa ham, ular o‘zaro ulanganda hosil bo‘ladigan manba–yuk impedansi o‘zaro ta’siri ayrim chastotalarda manfiy so‘ndirish va rezonansni yuzaga keltirishi mumkin.

SCDCT qanday ishlaydi?

SCDCTning switched-capacitor bosqichi o‘rta kuchlanishli kirishni bir nechta izolyatsiyalangan DC darajalariga ajratadi. Har bir oraliq DC port keyin Dual Active Bridge moduli orqali umumiy past kuchlanishli DC shinaga ulanadi.

DAB modullarining chiqish kuchlanishi Output Voltage Control bilan, oraliq kondensator kuchlanishlari esa Voltage Balancing Control bilan tartibga solinadi.

Nima uchun kichik-signal impedans modeli kerak?

Tizim barqarorligini baholash uchun konvertorning faqat nominal kuchlanishi va quvvati yetarli emas. Kichik kuchlanish buzilishiga qaysi chastotada qancha tok javobi berishini bilish kerak.

SCDCT uchun asosiy kirish impedansi:

Zin_DCT(s) = ûs1 / îLb

ko‘rinishida ifodalanadi.

Tadqiqot switched-capacitor bosqichi, DAB modullari, voltage balancing loop, output voltage loop va kirish current loopning barchasini kichik-signal modeliga kiritib, ushbu impedansni analitik tarzda hosil qiladi.

VSC tomoni qanday modellashtiriladi?

VSCning AC tarmoq tomonidagi dq-axis tok dinamikasi va DC-link kuchlanishi chiziqlashtirilib, terminal chiqish impedansi olinadi.

Shunday qilib tizim ikki asosiy guruhga ajratilishi mumkin:

• Manba tomoni: VSC chiqish impedanslari + tegishli liniya impedanslari.
• Yuk tomoni: SCDCT kirish impedanslari + tegishli liniya impedanslari.

Barqarorlik qaysi mezon bilan baholanadi?

Manba tomonining umumiy ekvivalent impedansi Zo_grid(s), yuk tomonining umumiy ekvivalent impedansi esa Zi_grid(s) deb belgilanadi.

Ushbu ikki impedans kattaliklari kesishadigan fc chastotada faza farqi tekshiriladi. Tadqiqot qo‘llagan baholashda faza farqining 180° dan oshishi Nyquist mezonining buzilishi va tebranuvchi beqarorlik xavfi degan ma’noni anglatadi.

Liniya impedansi nima uchun kritik?

Liniya impedansi hisobga olinmaganda, yuqori chastotada ikki ekvivalent impedans kritik tarzda kesishmaydigan holat hosil bo‘lishi mumkin.

Liniyalarning induktiv va rezistiv xususiyatlari qo‘shilganda esa manba tomoni impedansi ortadi va impedans kesishishi pastroq chastotalarga siljiydi.

To‘liq yukda SCDCT kirish impedansi ham kamaygani sababli faza zaxirasi yanada qisqarishi mumkin.

SCDCT soni oshsa nima bo‘ladi?

Ushbu sinov tizimida qo‘shilgan SCDCTlar yuk tomoni impedansining kattaligini o‘zgartirib, kesishish chastotasini pasaytiradi va faza farqini oshiradi.

VSC soni oshsa nima bo‘ladi?

Manba tomoniga qo‘shilgan VSC lar parallel ulanish orqali ekvivalent manba impedansini o‘zgartirib, kritik kesishishni yuqoriroq chastotaga va kichikroq faza farqiga ko‘chiradi.

Beqarorlikning fizik natijasi nima?

g=1 va h=2 simulyatsiyasida DC shina kuchlanishida 2469 V amplitudali, taxminan ±%24,69 miqdoridagi tebranish yuzaga kelgan.

Bu tebranish oraliq kondensatorlar va LVDC chiqishiga ham o‘tib, elektr energiyasi sifatini yomonlashtiradi.

Faol so‘ndirish boshqaruvi nima qiladi?

Faol so‘ndirish usuli SCDCT kirish tokining doimiy tarkibiy qismini past chastotalarni o‘tkazuvchi filtr yordamida ajratadi. Haqiqiy tok bilan shu tarkibiy qism orasidagi farq tebranuvchi komponent deb olinib, PI boshqaruvchiga yuboriladi.

Boshqaruvchi qo‘shimcha duty-cycle tuzatishini hosil qiladi. Ushbu tuzatishning impedans nuqtayi nazaridan ta’siri ketma-ket virtual impedans qo‘shish bilan ifodalanadi:

Zin_IR = Zin_DCT + ZSVI

Oddiy turg‘un holatda filtrlangan tok bilan o‘lchangan tok bir xil bo‘lgani uchun faol so‘ndirish chiqishi nolga yaqinlashadi.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Tadqiqot usulining oqimi

1. SCDCTning averaged-value modeli qurilgan.
2. Model ish nuqtasi atrofida chiziqlashtirilgan.
3. SCDCT kirish impedansi analitik ravishda hosil qilingan.
4. VSC terminal chiqish impedansi yaratilgan.
5. Uzun liniyalar impedansi manba va yuk tomoni modellariga qo‘shilgan.
6. Bode va impedans kesishish tahlili orqali barqarorlik chegaralari aniqlangan.
7. MATLAB/Simulink yordamida beqarorlik ssenariylari tasdiqlangan.
8. SCDCT uchun Active Damping Method ishlab chiqilgan.
9. Usul Typhoon HIL va PE-Expert4 asosidagi CHIL platformasida sinovdan o‘tkazilgan.

ADM barqarorlik chegarasini qanday o‘zgartirdi?

Simulyatsiyada so‘ndirish qanchalik tez?

ADM 0,25 soniyada faollashtirilganda, simulyatsiyadagi MVDC shina kuchlanishi taxminan 12,5 ms ichida yana barqaror holatga kelgan.

HIL tajribasi nazariy chegarani tasdiqladimi?

Ha. HIL tizimida:

• 1 VSC + 1 SCDCT barqaror,
• 1 VSC + 2 SCDCT beqaror,
• 2 VSC + 2 SCDCT yana barqaror

deb o‘lchangan.

Beqaror konfiguratsiyadagi tajribaviy tebranish chastotasi 243 Hz bo‘lib, nazariy 242 Hz atrofidagi bashoratga yaqin natija ko‘rsatgan.

HIL tajribasida ADMning ta’siri

1 VSC + 2 SCDCT konfiguratsiyasida faol so‘ndirish ishga tushirilgandan keyin tizim taxminan 21 ms ichida barqaror holatga kelgan.

MVDC shina taxminan 10 kV da qolgan, SCDCTning past kuchlanishli chiqishi taxminan 750 V ga o‘rnashgan va VSCning AC tomonidagi uch fazali toklar yana to‘g‘ri sinusoidal shaklga qaytgan.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• SCDCT kirish impedansi kichik-signal modeli asosida analitik tarzda hosil qilinishi mumkin.
• MVDC tizim barqarorligi faqat bitta konvertorga emas, manba va yuk tomonlarining birgalikdagi impedans o‘zaro ta’siriga bog‘liq.
• Uzun liniya impedansi barqarorlik zaxirasini kamaytirishi mumkin.
• Ko‘rib chiqilgan parametrlarda SCDCT sonining oshishi barqarorlikni yomonlashtirishi mumkin.
• Ko‘rib chiqilgan konfiguratsiyada VSC sonini oshirish faza zaxirasini kattalashtirishi mumkin.
• Faol so‘ndirish SCDCT kirish impedansini virtual ketma-ket impedans orqali qayta shakllantirishi mumkin.
• Beqaror g=1,h=2 va g=1,h=3 ssenariylari ADM bilan yana barqaror holatga keltirilgan.
• Nazariy chegara, MATLAB/Simulink va CHIL natijalari bir xil umumiy mexanizmni qo‘llab-quvvatlaydi.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlamaydigan natijalar

• Ikki SCDCT mavjud bo‘lgan barcha MVDC tizimlar beqaror bo‘lishi ko‘rsatilmagan.
• Ko‘proq VSC har bir tizimda albatta barqarorlikni oshirishi isbotlanmagan.
• ADM barcha konvertor topologiyalari va barcha parametr kombinatsiyalarida bir xil samaradorlik ko‘rsatishi tasdiqlanmagan.
• Usul haqiqiy tijoriy MVDC tarmog‘ida uzoq muddatli dala sinovi bilan tasdiqlanmagan.
• HIL tekshiruvi fizik quvvat bosqichining to‘liq masshtabli dala ekspluatatsiyasiga teng emas.
• Geterogen VSC, SCDCT va liniya parametrlarida keng qamrovli tajribaviy tekshiruv o‘tkazilmagan.
• Manbadagi “universally applicable” iborasi barcha mumkin bo‘lgan tarmoqlarda tajribaviy isbotlangan universallik degani emas.

Manba va Usul Qaydi

Asl sarlavha:Stability Assessment and Enhancement of Converter-Dominated MVDC Systems With Multiple Switched Capacitor DC Transformers and Multiple Voltage Source Converters.

Mualliflar: Gengzhe Wang, Dingyu Zheng, Yixin Pan, Huan Yang, Bo Zhao, Hongkun Lv, Kang Zhang.

Muassasalar: College of Electrical Engineering, Zhejiang University; State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute.

Manba turi: Taqrizdan o‘tmagan preprint.

Sana: 14 iyun 2026.

SSRN: 6963467.

Jurnal holati: Manbada “Preprint submitted to International Journal of Electrical Power & Energy Systems” iborasi mavjud; bu maqola qabul qilingan yoki nashr etilgan degani emas.

Asosiy tizim: 10 kV MVDC shina, ko‘p VSC, ko‘p SCDCT va uzun DC liniyalari.

SCDCT quyi tuzilmasi: Switched-Capacitor modullari + Dual Active Bridge modullari.

Asosiy usul: Kichik-signal impedans modellashtirish, Bode tahlili, manba–yuk impedansi o‘zaro ta’siri va faza farqini baholash.

Barqarorlik chegarasi: Impedans kattaliklari kesishadigan chastotada taxminan 180° faza farqi kritik chegara sifatida ishlatilgan.

Taklif qilingan boshqaruv: Active Damping Method; past chastotalarni o‘tkazuvchi filtr, PI boshqaruvi va ketma-ket virtual impedans ta’siri.

Simulyatsiya: MATLAB/Simulink.

Haqiqiy vaqt tekshiruvi: Typhoon HIL quvvat bosqichi + PE-Expert4 boshqaruv tizimi bilan CHIL platformasi.

Muhim simulyatsiya natijasi: g=1,h=2 beqaror holatda MVDC shina tebranishi taxminan ±%24,69.

Muhim tajribaviy natija: HILda ayni g=1,h=2 holati taxminan 243 Hz tebranish bilan beqaror; ADM faollashtirilgandan keyin taxminan 21 ms ichida barqaror holatga kelgan.

Muhim model cheklovi: Asosiy tizim tahlilida VSC, SCDCT va liniya parametrlari o‘z guruhlari ichida bir xil deb faraz qilingan.

Moliyalashtirish: Smart Grid-National Science and Technology Major Project, 2024ZD0801700; State Grid Corporation of China Science and Technology Project, 5211DS25000T.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar ma’lum moliyaviy yoki shaxsiy manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini bildirgan.

Litsenziya: Yuklangan preprintda tekshiriladigan ochiq Creative Commons litsenziyasi ko‘rsatilmaganligi sababli ochiq qayta foydalanish huquqi mavjud deb faraz qilinmagan.

Verianla usul qaydi: Ushbu mazmun manba preprintning paragrafma-paragraf o‘zbekcha tarjimasi emas. SCDCT kichik-signal modeli, VSC terminal impedansi, liniya impedansi, konvertorlar soni, Bode barqarorlik chegarasi, faol virtual impedans usuli, MATLAB/Simulink natijalari va CHIL tekshiruvi mustaqil o‘quv tuzilmasida qayta tashkil etilgan. Manbada tajribaviy tasdiqlanmagan dala miqyosi va universal qo‘llanishga oid xulosalar qo‘shilmagan.