در پاسخ به افزایش تقاضا برای انرژی الکتریکی و نگرانیهای زیستمحیطی ناشی از استفاده از سوختهای فسیلی، توجه به منابع انرژی تجدیدپذیر و بهبود شبکههای برق اهمیت زیادی پیدا کردهاست. ریزشبکهها بهعنوان یکی از نوآوریهای مهم، با استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی و بهرهگیری از سیستمهای مدیریت پیشرفته، امکان بهبود پایداری و انعطافپذیری شبکه قدرت را فراهم میکنند. با این حال، چالش اصلی در ریزشبکههای مبتنیبر منابع تجدیدپذیر، فقدان اینرسی و میرایی ذاتی ژنراتور سنکرون مرسوم در این منابع است که باعث کاهش پایداری و بروز نوسانات شدید میشود. برای مقابله با این مشکل، مفهوم ژنراتور سنکرون مجازی معرفی شدهاست که با تقلید از رفتار دینامیکی ژنراتورهای سنکرون سنتی، این ویژگیها را به ریزشبکهها اضافه میکند. این پژوهش به معرفی یک مدل کاهش مرتبه یافته تحت عنوان ژنراتور سنکرون مجازی پیشنهادی پرداختهاست که مبتنیبر مدل هفرون فیلیپس و اجزای کنترلی کلیدی نظیر تنظیمکننده خودکار ولتاژ و پایدارساز سیستم قدرت میباشد. این مدل با هدف ارائه سیستمی با مرتبه پایین، رفتار دینامیکی ژنراتورهای سنکرون را بهدقت تقلید کرده و به بهبود پایداری و میرایی نوسانات ریزشبکه کمک میکند. در فرآیند توسعه این مدل، ابتدا تحلیل کاملی از ژنراتور سنکرون سنتی از منظر مکان هندسی و پاسخ فرکانسی انجام شده و پارامترهای کلیدی موثر بر میرایی سیستم شناسایی شدهاند. سپس، تحلیل حساسیت برای ارزیابی صحت نتایج اولیه انجام شده و مدل پیشنهادی با استفاده از مقایسه پاسخ فرکانسی با مدل کامل مورد ارزیابی قرار گرفت تا دقت آن تأیید شود. به منظور تنظیم سطح نقطه تنظیم ولتاژ در ژنراتور سنکرون مجازی پیشنهادی، روشی جدید تحت عنوان حلقه افتی ترکیبی ارائه شدهاست که امکان تنظیم مستقل نقطه تنظیم ولتاژ برای هر واحد تولیدی بدون نیاز به ارتباط بین واحدهای مختلف را فراهم میکند. همچنین، روشی به نام میرایی گذرا برای مقابله با نوسانات سریع ناشی از اغتشاشات بزرگ معرفی شدهاست. این روش با استفاده از فیلتر بالاگذر، نوسانات گذرا را کاهش داده و پایداری سیستم را بهبود میبخشد. بهینهسازی این فیلترها از طریق الگوریتمی نوین مبتنیبر حلقههای تو در تو انجام شده است که به صورت بهینه پارامترهای مناسب را تنظیم میکند. در نهایت، شبیهسازیهایی در محیط Matlab/Simulink برای یک ریزشبکه AC با دو منبع تولید پراکنده انجام شدهاست. به وسیله شبیهسازیها در شرایط جزیرهای و متصل به شبکه، عملکرد روش پیشنهادی را ارزیابی شدهاست. نتایج نشاندهنده بهبود قابلتوجه در پاسخ فرکانسی و میرایی نوسانات پس از اغتشاشات بزرگ است، که کارآمدی کنترلکننده پیشنهادی را تایید میکند.
