Low-Voltage Ride-Through (LVRT), tarmoqqa ulangan fotovoltaik tizimning qisqa muddatli kuchlanish pasayishi vaqtida tarmoqdan uzilmasdan ishlashni davom ettirishi, invertor tokini xavfsiz chegaralarda ushlab turishi va zarur bo‘lganda tarmoq kuchlanishini qo‘llab-quvvatlash uchun reaktiv tok ta’minlashidir. Ushbu tadqiqotda ikki bosqichli, uch fazali va tarmoqqa ulangan 100 kW PV tizimi uchun uchta boshqaruv texnikasi yagona tuzilma ichida birlashtirilgan: global maksimal quvvat nuqtasini topishga qaratilgan GPOA-P&O–ESF MPPT, kuchlanish va tok buzilishlarini baholab bostiruvchi LADRC hamda nomutanosib tarmoq sharoitida musbat/manfiy ketma-ketlik komponentlarini ajratib, faza-chastota kuzatuvini amalga oshiruvchi DSOGI-FLL.

MATLAB/Simulink va NI PXIe asosidagi Hardware-in-the-Loop natijalarida taklif etilgan muvofiqlashtirilgan tuzilma SLG, 2LG va 3LG kuchlanish pasayishi ssenariylarida DC-link kuchlanishini taxminan 900 V atrofida ushlab turgan, invertor tokini cheklagan, reaktiv quvvat yordamini ta’minlagan va nosozlikdan keyin tez tiklanishni ko‘rsatgan. 2LG, 0,5 pu kuchlanish pasayishi ssenariysida PV quvvati 100 kW dan 60 kW gacha kamayib, nosozlik bartaraf etilganda yana 100 kW ga ko‘tarilgan; reaktiv quvvat vaqtincha taxminan 100 kVAR gacha oshgan; current THD %3 dan past darajada ushlab turilgan va tizim 0,1 soniyadan kamroq vaqtda tiklangan. Shunga qaramay, maqolaning ayrim bo‘limlarida SLG ssenariysidagi quvvat qiymatlari hamda ikkinchi garmonik quvvat tebranishlari to‘liq bostirilgani haqidagi da’vo bo‘yicha matn ichki nomuvofiqliklar mavjud.

Nima uchun LVRT kerak?

Tarmoqdagi qisqa tutashuv yoki kuchlanish pasayishi paytida PV invertorlarining to‘satdan tarmoqdan uzilishi, ayniqsa PV penetratsiyasi yuqori bo‘lgan tarmoqlarda kuchlanish barqarorligini yanada yomonlashtirishi mumkin. Shu sababli zamonaviy grid code-lar muayyan kuchlanish-vaqt zonalarida PV stansiyasining tarmoqqa ulangan holda qolishini va reaktiv tok berib, kuchlanishning tiklanishini qo‘llab-quvvatlashini talab qiladi.

Kuchlanish pasayganda tarmoq qabul qila oladigan aktiv quvvat kamayadi. PV tomoni ishlab chiqarishni davom ettirsa, DC-link kondensatorida energiya to‘planishi va DC-link kuchlanishi oshishi mumkin. Shu bilan birga invertor toki ham nominal chegaralardan oshib ketishi mumkin.

Ushbu Tadqiqotdagi Boshqaruv Tuzilmasi Qaysi Komponentlardan Tashkil Topgan?

Taklif etilgan arxitektura uchta asosiy boshqaruv qatlamini birgalikda ishlatadi:

PV tizimining fizik tuzilishi

Manba tadqiqotining 6-sahifasidagi 3-rasm tizimni ikki bosqichli PV o‘zgartirgich tuzilmasi sifatida ko‘rsatadi.

Energiya zanjiri:

PV massiv → DC-DC boost converter → DC-link → uch fazali invertor → filtr → ko‘taruvchi transformator → tarmoq

ko‘rinishidadir.

PV tizimining nominal quvvati 100 kW, DC-link referensi 900 V.

PV massiv modeli

Tadqiqot PV moduli uchun ikki-diodli ekvivalent modeldan foydalanadi. Modelda fototok, ikkita diod, ketma-ket qarshilik va shunt qarshilik birgalikda hisobga olingan.

PV massiv parametrlariga quyidagilar kiradi:

• Panel quvvati: 255 W
• Voc: 37,94 V
• Isc: 8,76 A
• Vmpp: 30,71 V
• Impp: 8,37 A
• Ketma-ket panellar soni: 10
• Parallel qatorlar soni: 39

.

GPOA-P&O Klassik P&O dan Qanday Farq Qiladi?

Klassik Perturb and Observe (P&O) bitta cho‘qqili P-V egri chizig‘ida sodda va samarali bo‘lishi mumkin. Qisman soyalanishda esa bypass diodlari sabab bir nechta lokal maksimum paydo bo‘lishi va klassik P&O noto‘g‘ri cho‘qqida qolib ketishi mumkin.

Taklif etilgan usul avval tizim uniform irradiance sharoitidami yoki partial shading ostidami ekanini aniqlashga harakat qiladi.

Tadqiqotda ikkita nurlanish bahosi aniqlangan:

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

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

va:

\[ |G_1-G_2|<30 \]

uniform sharoit,

\[ |G_1-G_2|>30 \]

esa partial shading ko‘rsatkichi sifatida ishlatilgan.

Ushbu 30 W/m² chegarasi manba tadqiqotidagi panel va tajriba sharoitlariga xos empirik parametrdir.

Qisman soya aniqlansa nima bo‘ladi?

Oddiy sharoitda to‘g‘ridan-to‘g‘ri P&O kuzatuvi qo‘llanadi; partial shading aniqlanganda esa algoritm bir nechta nomzod kuchlanish nuqtalarini skanerlab global maksimal quvvat hududini izlaydi va so‘ng P&O bilan nozik kuzatuvga o‘tadi.

Ushbu yondashuvning maqsadi butun P-V egri chizig‘ini uzluksiz skanerlamasdan global cho‘qqini tezroq topishdir.

LADRC Nima?

Linear Active Disturbance Rejection Control (LADRC), tizim modelidagi noma’lum ichki dinamikalar va tashqi buzilishlarni yagona “umumiy buzilish” sifatida qabul qilib, ularni Linear Extended State Observer (LESO) yordamida real vaqtda baholashga intiladigan boshqaruv yondashuvidir.

Asosiy tizim:

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

ko‘rinishida olinadi.

Bu yerda \(f(t)\), model noaniqligi bilan tashqi buzilishlar yig‘indisini ifodalaydi.

LESO ushbu buzilishni qo‘shimcha holat o‘zgaruvchisi sifatida baholaydi va boshqaruv kirishida teskari yo‘nalishda kompensatsiya qiladi.

Nima uchun LADRC PI o‘rniga ishlatildi?

Klassik PI boshqaruvida xato paydo bo‘lgandan keyin integral ta’sir ishga tushadi. Katta tarmoq buzilishlarida bu tuzilma overshoot, sekin tiklanish yoki integral to‘planishi muammolariga ko‘proq sezgir bo‘lishi mumkin.

LADRC esa kuzatuvchi orqali umumiy buzilishni baholab, uni ertaroq kompensatsiya qilishni maqsad qiladi.

Tadqiqotda LADRC:

• PV kuchlanish konturi,
• PV tok konturi,
• DC-link kuchlanish konturi,
• tarmoq tok konturi

uchun ishlatilgan.

LADRC sozlamalari

Kuzatuvchi polosasi kengligi boshqaruv polosasi kengligining taxminan to‘rt baravari qilib tanlangan.

LADRC Polosa Kengligi Juda Oshirilsa Nima Bo‘ladi?

Past bandwidth buzilishlarni rad etishni sekinlashtiradi va DC-link tiklanish vaqtini uzaytiradi. Juda yuqori bandwidth nazariy jihatdan tezroq boshqaruvni ta’minlasa-da, o‘lchash shovqini hamda kuchlanish/tok ripple lariga sezgirlikni oshiradi.

Manba 3-jadval nominal polosa kengligini tezlik, past overshoot va shovqinga chidamlilik o‘rtasidagi eng muvozanatli ish nuqtasi sifatida belgilaydi.

Nima uchun DSOGI-FLL kerak?

Muvozanatli uch fazali tarmoqda klassik PLL yetarli bo‘lishi mumkin. Ammo bir-faza-yer yoki ikki-faza-yer nosozliklarida manfiy ketma-ketlik kuchlanishi paydo bo‘ladi va klassik SRF-PLL fazani kuzatishda buzilishi mumkin.

DSOGI-FLL tuzilmasi:

• α-β komponentlarini hosil qiladi,
• 90° fazaga siljitilgan ortogonal signallar yaratadi,
• musbat va manfiy ketma-ketliklarni bir-biridan ajratadi,
• FLL orqali tarmoq chastotasini adaptiv ravishda kuzatadi.

DSOGI-FLL Nosozlik Vaqtida Nima Ta’minlaydi?

DSOGI-FLL ayniqsa asimmetrik tarmoq nosozliklarida musbat ketma-ketlik faza burchagini ishonchli kuzatishni ta’minlaydi.

Maqolaning natijalar bo‘limida faza xatosi 0,5° dan past bo‘lgani va tizim taxminan %40 kuchlanish asimmetriyasigacha to‘g‘ri faza kuzatuvini davom ettirgani bildiriladi.

Bu ma’lumot reaktiv tok referenslarini to‘g‘ri fazada hosil qilish uchun muhimdir.

Reaktiv quvvat qanday belgilanadi?

Tadqiqot Xitoy grid code yondashuviga asoslangan referensdan foydalanadi.

Kuchlanish 0,9 pu dan yuqori bo‘lsa:

\[ Q_{ref}=0 \]

0,2-0,9 pu oralig‘ida:

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

va 0,2 pu dan past bo‘lsa:

\[ Q_{ref}=1.05S \]

ishlatilgan.

Maqsad kuchlanish qancha ko‘p pasaysa, reaktiv tok yordamini shuncha ko‘p oshirishdir.

Invertor ortiqcha toki qanday oldi olinadi?

Aktiv va reaktiv quvvat referenslari invertorning ruxsat etilgan ko‘rinma quvvat va tok chegarasi ichida ushlab turiladi.

Kuchlanish pasayishida reaktiv yordam ustuvorlik kasb etgani sari aktiv quvvat referensi:

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

ifodasi bilan cheklanadi.

Shu tariqa invertor reaktiv yordam ko‘rsatayotganda tok chegarasidan oshmaslikka harakat qiladi.

Nima uchun DC-Link Kuchlanishi Nosozlik Paytida Oshadi?

PV panel ishlab chiqargan energiya bilan tarmoqqa uzatilishi mumkin bo‘lgan energiya o‘rtasida farq paydo bo‘lsa, ortiqcha energiya DC-link kondensatorida to‘planadi.

Asosiy energiya balansi:

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

ko‘rinishidadir.

Tarmoq kuchlanishi pasayganda \(P_g\) kamayadi, biroq \(P_{pv}\) xuddi shunday tezlikda kamaymasa, \(V_{dc}\) oshadi.

Tadqiqot LADRC yordamida DC-link oqimini boshqaradi va zarur bo‘lganda ortiqcha energiyani chiqarib yuborish uchun discharge resistor ishlatadi.

SLG Nosozligida Nima Sodir Bo‘ldi?

Tadqiqot 0,3 pu darajagacha pasaygan bir-faza-yer nosozligini ko‘rib chiqqan.

Manba matnida ushbu ssenariy uchun sonli nomuvofiqlik mavjud. Natijalar bo‘limidagi birinchi izohda PV tomoni taxminan 100 kW darajada saqlangani, grid aktiv quvvati nosozlik vaqtida taxminan 60 kW gacha pasaygani va reaktiv quvvat taxminan 100 kVAR gacha oshgani aytiladi.

Bunga qarshi ravishda 5-jadvalda ayni 1LG 0,3 pu ssenariysi uchun PV quvvati 50 → 50 ±%2 kW, grid haqiqiy quvvati taxminan 100 → 100 ±%2 kW va reaktiv quvvat 0 → 0 ko‘rinishida keltirilgan.

Bu qiymatlar o‘zaro mos kelmagani uchun bitta sonli ssenariyni “to‘g‘ri natija” sifatida tanlash kerak emas.

Shunga qaramay, manbadagi grafiklar umumiy holda quyidagi natijalarni ko‘rsatadi:

• DC-link kuchlanish og‘ishi kichik darajada ushlab turiladi.
• Invertor toki chegarada ushlab turiladi.
• Nosozlikdan keyin tizim tezda nominal rejimga qaytadi.
• Taklif etilgan GPOA-P&O + LADRC yondashuvi klassik P&O/PI asosidagi usullarga nisbatan pastroq transient og‘ishni ko‘rsatadi.

2LG Nosozligida Natijalar Qanday Bo‘lgan?

Ikki-faza-yer nosozligi tadqiqotda yanada izchil hisobot berilgan ssenariylardan biridir.

Nosozlik:

• Boshlanish: 0,4 s
• Tugash: 0,7 s
• Kuchlanish pasayishi: 0,5 pu

ko‘rinishida qo‘llangan.

HIL natijalari 2LG simulyatsiyasiga mos keladimi?

Ha. Manba 8-jadvalda HIL natijalari simulyatsiya trendi bilan yaqin mos kelishi qayd etilgan.

2LG ssenariysida HIL:

• PV quvvat: 100 → 60 → 100 kW
• DC-link: taxminan 900 V ±15 V
• Grid aktiv quvvat: 100 → 60 → 100 kW
• Reaktiv quvvat: 0 → taxminan 100 → 0 kVAR
• Current THD: ≤%3
• Recovery: taxminan 0,08-0,10 s

ko‘rsatgan.

3LG Nosozligida Nima Kuzatilgan?

Uch-faza-yer nosozligida taxminan %60 lik kuchlanish pasayishi qo‘llangan.

Manba PV tomoni taxminan 100 kW ishlab chiqarishni davom ettirgani, grid aktiv quvvati taxminan 50 kW gacha kamaytirilgani va taxminan 50 kVAR reaktiv yordam berilgani haqida xabar beradi.

Nosozlikdan so‘ng tizim taxminan 100 ms ichida nosozlikdan oldingi holatiga qaytgan.

Manba matnida ushbu bo‘limning birinchi jumlasida “SLG” yozilgan bo‘lsa-da, bo‘lim sarlavhasi va 21-22-rasmlar bu aniq 3LG ssenariysi ekanini ko‘rsatadi.

Ikkinchi Garmonik Quvvat Tebranishlari To‘liq Yo‘q Qilindimi?

Manbaning ayrim bo‘limlarida bu borada kuchli ifoda ishlatiladi; biroq matematik boshqaruv tavsifi ehtiyotkorroq talqinni talab qiladi.

Manbada \(K=0\) tanlovi uchun:

• manfiy ketma-ketlik toki bostiriladi,
• double-frequency power oscillations ga yo‘l qo‘yiladi

degan ifoda ishlatiladi.

Shu sababli usul DC-link va quvvat tebranishlarini sezilarli kamaytiradi, deyish mumkin; ammo tadqiqotdagi matematik boshqaruv rejimiga ko‘ra barcha ikkinchi garmonik aktiv/reaktiv quvvat komponentlari har qanday sharoitda to‘liq nolga tushiriladi degan xulosa chiqarib bo‘lmaydi.

Tadqiqotning Usuli va Natijalari

Boshqaruv zanjiri

Dinamik samaradorlik

MPPT taqqoslanishi

Manba 18-rasmda P&O, PSO, GWO, HHO va taklif etilgan GPOA-P&O bir xil o‘zgaruvchan irradiance profili ostida taqqoslangan.

Taklif etilgan usul:

• tezroq global peak yaqinlashuvi,
• pastroq power tracking error,
• pastroq PV power oscillation,
• barqarorroq DC-link

ko‘rsatgan.

Maqolada “>%99 efficiency” sifatida berilgan qiymat bu yerda MPPT tracking efficiency ma’nosini anglatadi; u butun boost-inverter-transformer zanjirining jami energiya aylantirish samaradorligi emas.

HIL tasdiqlashi qanday bajarildi?

Real vaqtli tasdiqlash NI PXIe asosidagi platformada amalga oshirilgan.

Model:

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

ni o‘z ichiga oladi.

Boshqaruv algoritmi DSP 180 interfeysi orqali ishga tushirilgan.

Switching frequency: 10 kHz

Control sampling: 50 µs = 20 kHz

qilib tanlangan.

HIL Testi Haqiqiy PV Stansiyasining Dala Sinovi Deganimi?

Yo‘q. Hardware-in-the-Loop testi real vaqt hisoblashini, boshqaruv kartasini, signal namunalanishini va apparat interfeysi kechikishlarini tizimga kiritadi hamda faqat offline simulyatsiyaga qaraganda realistikroq tasdiqlashdir.

Biroq u haqiqiy dala sharoitidagi PV modullarining qarishi, invertorning issiqlik xulqi, tarmoq impedansi o‘zgarishlari, sensor nosozliklari, uzoq muddatli garmonik ta’sir va haqiqiy stansiya himoya tizimlarining barchasini ifodalamaydi.

Tadqiqot bevosita qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• GPOA-P&O partial shading sharoitida lokal maksimumda qolib ketish xavfini kamaytiradi.
• LADRC DC-link va tok boshqaruvida PI asosidagi baseline larga nisbatan tezroq transient response ko‘rsatgan.
• DSOGI-FLL nomutanosib grid voltage ostida musbat/manfiy ketma-ketlikni ajratish va fazani kuzatishni davom ettira oladi.
• 2LG HIL testida DC-link taxminan 900 ±15 V doirasida qolgan.
• 2LG HIL testida current THD ≤%3 deb hisobot berilgan.
• 2LG testida taxminan 100 kVAR reaktiv quvvat yordami ta’minlangan.
• Simulyatsiya va HIL natijalari ayni 2LG ssenariysida o‘xshash tendensiyani ko‘rsatgan.
• Taklif etilgan boshqaruv PI va SCSO-tuned PI baseline lariga nisbatan yaxshiroq fault recovery natijalarini bergan.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlamaydigan umumlashtirishlar

• Umumiy PV o‘zgartirish zanjiri %99 dan yuqori samarali, deb aytib bo‘lmaydi.
• Taklif etilgan usul barcha haqiqiy tarmoq nosozliklarida %100 muvaffaqiyatli ekani isbotlanmagan.
• Kuchli garmonik buzilish yoki katta chastota og‘ishlarida ishlash ko‘rsatkichi bevosita sinovdan o‘tkazilmagan.
• Line-to-line fault ushbu tadqiqotda bevosita tajribaviy tasdiqlanmagan.
• Uzoq muddatli PV modul, DC-link kondensatori yoki yarimo‘tkazgich qarishi modellashtirilmagan.
• Barcha ikkinchi garmonik quvvat tebranishlari K=0 boshqaruv rejimida to‘liq yo‘q qilinadi, deb aytib bo‘lmaydi.
• SLG ssenariysidagi sonli quvvat qiymatlari manba ichida to‘liq izchil emas.

Kelajakdagi ishlar

Mualliflar tizimni line-to-line faults, chastota og‘ishlari, grid-voltage harmonics va birlashtirilgan fault-harmonic sharoitlarda yanada kengroq tasdiqlashni tavsiya qiladi.

Shuningdek converter losses, sensor noise, parameter mismatch, uzoq muddatli qarish, ko‘p invertorli PV stansiyalari va yanada rivojlangan reinforcement-learning / nonlinear disturbance-rejection yondashuvlari bilan taqqoslash kelajakdagi tadqiqot yo‘nalishlari sifatida ko‘rsatilgan.

Manba va Usul Izohi

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

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

Mas’ul muallif: Zhenglu Shi.

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

Nashr: Machines, 2026, 14, 876. MDPI.

DOI: 10.3390/machines14080876

Nashr jarayoni: 15 iyun 2026 da qabul qilingan, 11 iyul 2026 da qayta ko‘rib chiqilgan, 23 iyul 2026 da qabul qilingan va 1 avgust 2026 da nashr etilgan.

Taqriz: Taqrizdan o‘tgan ilmiy maqola.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

PV tizim quvvati: 100 kW.

DC-link: 900 V, 3000 µF.

Grid filter inductance: 3 mH.

Simulyatsiya: MATLAB/Simulink 2024a.

HIL: NI PXIe asosidagi real vaqt platformasi + DSP 180 boshqaruv interfeysi; 10 kHz inverter switching va 20 kHz controller sampling.

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

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

Ma’lumotlardan foydalanish: Tadqiqotning asl hissalari maqola ichida mavjudligi, qo‘shimcha savollarni mas’ul muallifga yo‘naltirish mumkinligi bildirilgan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini ma’lum qilgan.

Asosiy metodologik cheklovlar: Tadqiqot simulyatsiya va HIL ga tayangan; dala miqyosida uzoq muddatli PV stansiya tasdiqlashi bajarilmagan. Converter losses, sensor noise, parametr noaniqligi va qarish batafsil modellashtirilmagan. Kuchli garmonik va katta chastota og‘ishi ssenariylari kelajakdagi ishga qoldirilgan. Ayrim 1LG sonli qiymatlari va ikkinchi garmonik quvvat tebranishi ifodalari manba ichida o‘zaro to‘liq mos emas.