Effects of the DC-DC converter's control and MPPT on synthetic inertia for double-stage PV systems

This study analyzes the model of the PV panel and DC/DC converter’s control and their effects on the synthetic inertia in a double-stage conversion system (dc-dc boost plus dc-ac inverter) exploited for the connection of a PV generator to an isolated microgrid, where primary frequency regulation is carried out by traditional rotating machines. The goal of the analysis is to identify how the complete model of the DC generation unit (including the real model of PV, DC/DC converter and their control), instead of the ideal current source, will affect the Synthetic Inertia and other desired outputs of the system, such as frequency and working point of PV panels. The study will be carried out analytically, finding the mathematical differential equations of all the components in the microgrid and the corresponding transfer functions, obtained by linearization and small signal analysis. Then, using the extracted model, the transfer function of desired outputs like grid frequency will be calculated. These transfer functions will let us see the effects of the DC/DC converter's control and MPPT on the synthetic inertia.

Questo studio analizza il modello del pannello fotovoltaico e del controllo del convertitore DC-DC e i loro effetti sull'inerzia sintetica in un sistema di conversione a doppio stadio (boost DC-DC più inverter DC-AC), utilizzato per il collegamento di un generatore FV a una microrete isolata, dove la regolazione della frequenza primaria viene effettuata dalle macchine rotanti tradizionali. L'obiettivo dell'analisi è identificare come il modello completo dell'unità di generazione CC (incluso il modello reale del FV, del convertitore DC-DC e il loro controllo), invece della sorgente ideale di di corrente, influenzerà l’Inerzia Sintetica e le altre uscite del sistema, come la frequenza e il punto di lavoro dei pannelli fotovoltaici. Lo studio sarà condotto analiticamente, trovando le equazioni differenziali di tutti i componenti della microrete e le corrispondenti funzioni di trasferimento, ottenute mediante linearizzazione e analisi di piccolo segnale. Successivamente, utilizzando il modello ricavato, verrà calcolata la funzione di trasferimento delle uscite desiderate, come la frequenza di rete. Queste funzioni di trasferimento ci consentiranno di vedere gli effetti del controllo del convertitore DC - DC e dello MPPT sull'inerzia sintetica.