Transient stability analysis of a new proposed hybrid PV-WTG microgrid for Tinghir power distribution

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides transient stability metrics and critical clearing times for a hybrid PV-wind microgrid, useful for power system modeling and control design.

🏢実務担当者:Offers insights on protection and adaptive control requirements for low-inertia microgrids with high renewable shares.

本研究は、モロッコのTinghir 225/60/11 kV変電所におけるハイブリッド太陽光発電・風力発電機（PV-WTG）システムの過渡安定性に焦点を当てている。結果は、提案構成がシステム内の電力角、周波数、電圧、および故障除去時間に及ぼす影響を評価することにより得られた。本研究では、再生可能エネルギーの急激な喪失や主要な電気的故障を含む重要な外乱を検討した。ETAPを用いた解析により、電力角の変化は-55度であり、これは通常の動作点より20度大きく、PVの喪失によって引き起こされる可能性があり、IEEE Std 421.5の安定限界に接近することが実証された。最大電圧変動はPVで6.1%、WTGで2.7%であり、IEC 60034-1の±5%の限界を超えていた。この解析のもう一つの主要な発見は、WTGの喪失が0.8 Hzの周波数動揺を誘発し、回復に10秒から15秒を要することであり、低慣性システムは定常状態へ迅速に戻るための十分な慣性を持たないことを示している。したがって、本研究は、ハイブリッド接続マイクログリッドの安定運用を達成するためには適応制御アプローチを使用しなければならないことを実証している。時間領域シミュレーション（TDS）プロセスを用いて、三相故障に対して155 ms、地絡故障に対して464 msの臨界故障除去時間（CCT）を算出したが、これらはすべてIEEE Std 3002.2で設定されたCCT限界内であり、過渡安定性を維持するための故障の緊急除去の必要性を確認し、低慣性システムにおける高速保護と適応制御の必要性を示しており、これは農村部の電力網において特に懸念される事項である。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

This work focuses on the transient stability of a hybrid photovoltaic and wind turbine generator (PV-WTG) system at the Tinghir 225/60/11 kV substation in Morocco. Results were obtained by evaluating the effects of the proposed configuration on power angle, frequency, voltage, and faultclearing times in the system. The study examined key disturbances, including abrupt loss of renewable energy and major electrical faults. Analysis using ETAP demonstrated a power angle change of -55 degrees, 20 degrees greater than the normal operating point, which can be caused by the loss of PV and approaches the IEEE Std 421.5 stability limit. The maximum voltage variation was 6.1% for the PV and 2.7% for the WTG, exceeding the IEC 60034-1 limits of ±5%. Another major finding of this analysis was that WTG loss induces frequency swings of 0.8 Hz and requires 10 to 15 seconds for recovery, indicating that low-inertia systems have insufficient inertia to return to steady state quickly. Therefore, the study demonstrates that adaptive control approaches must be used to achieve stable operation of hybrid connected microgrids. Using the time domain simulation (TDS) process, we calculated the critical clearing time (CCT) of 155 ms for 3-phase faults and 464 ms for line-to-ground faults, all of which are within the CCT limit set by IEEE Std 3002.2, and this confirms the necessity of urgent clearing of faults to maintain transient stability and demonstrates the need for fast protection and adaptive control in low-inertia systems, which is of particular concern in rural grids.

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