Comparison of Different Photovoltaic Park Models for Electromagnetic Transient Studies

Renewable energy has recently absorbed more attention and has been considerably expanded and installed due to global warming and international concern for traditional fossil fuel. Since stability of power grids can be affected by high penetration of grid-connected PV power plant, developing accurate and efficient models has important role in characterization of power system behavior. Moreover, in order to study the interaction of PV parks with the network, accurate EMT simulations are required. The objective of this research project is to comprehensively review the different PV park models for the EMTs simulation. The solar PV systems are based on inverters. Therefore, a comparison on the different inverter models used in PV parks such as detailed model, average value model and switching function model is presented. Moreover, these models are compared in terms of accuracy and computational burden. Furthermore, this thesis presents comprehensive comparisons of PV park models and their performance using a benchmark system. Finally, the differences of different PV park models and the suitable model for each simulation purpose are discussed.

Résumé

Les énergies renouvelables ont récemment retenu plus d'attention et ont été considérablement développées et installées en raison du réchauffement climatique et de l'inquiétude internationale pour les combustibles fossiles traditionnels. Étant donné que la stabilité des réseaux électriques peut être affectée par une forte pénétration des centrales photovoltaïques connectées au réseau, le développement de modèles précis et efficaces joue un rôle important dans la caractérisation du comportement du système électrique. De plus, afin d'étudier l'interaction des parcs photovoltaïques avec le réseau, des simulations EMT sont nécessaires. L'objectif de ce projet de recherche est d'examiner de manière exhaustive les différents modèles de parcs PV pour la simulation des EMT. Les systèmes solaires photovoltaïques sont basés sur des onduleurs. Par conséquent, une comparaison des différents modèles d'onduleurs utilisés dans les parcs photovoltaïques tels que le modèle détaillé, le modèle de valeur moyenne et le modèle de fonction de commutation est présentée. De plus, ces modèles sont comparés en termes de précision et de charge de calcul. En outre, cette thèse présente des comparaisons complètes des modèles de parcs photovoltaïques et de leurs performances à l'aide d'un système de référence. Enfin, les différences entre les différents modèles de parcs photovoltaïques et le modèle approprié pour chaque objectif de simulation sont discutés.