Les systèmes photovoltaïques, l'un des principaux systèmes d'énergie renouvelable (SER), s'intègrent dans les réseaux électriques conventionnels à grande échelle, en remplaçant les générateurs synchrones. Cependant, les systèmes photovoltaïques manquent intrinsèquement d'inertie et ne peuvent fournir aucune puissance de réserve. Par conséquent, le réseau intégré photovoltaïque à grande échelle est confronté à de graves problèmes d'instabilité de fréquence à la suite d'un événement de déclenchement synchrone du générateur. Bien que divers types de systèmes de stockage externes soient utilisés pour améliorer la réponse en fréquence, ils posent des défis économiques importants pour les opérateurs de réseau. Les systèmes photovoltaïques chargés, d'autre part, peuvent aider à améliorer la stabilité de fréquence sans aucun mécanisme de soutien externe. Afin de maintenir la stabilité de fréquence avec un minimum de dépenses, une estimation précise du pourcentage de déchargement des systèmes photovoltaïques est nécessaire. À cette fin, cet article propose une nouvelle méthodologie d'estimation des pourcentages de déchargement appropriés pour les systèmes photovoltaïques en termes de paramètres de réponse en fréquence, en utilisant l'analyse de régression linéaire multiple (MLRA). Des simulations sont effectuées pour différents niveaux de pénétration PV sur le système de test de bus IEEE 39 modifié. En outre, une comparaison approfondie des performances du réseau PV intégré déchargé avec le réseau PV intégré installé du système de stockage d'énergie par batterie (BESS) et du condensateur synchrone (SC) est effectuée. Les résultats appuient la faisabilité de notre méthode, permettant une estimation précise et justifiant le déploiement de systèmes photovoltaïques déchargés connectés au réseau. Les systèmes photovoltaïques déchargés surpassent également d'autres mécanismes de soutien en termes de performance. De plus, ils fournissent des informations sur la façon dont le pourcentage de déchargement requis diminue avec l'augmentation de la pénétration du photovoltaïque. Ce document peut être utilisé comme guide pour les concepteurs de réseaux afin de s'assurer que les systèmes photovoltaïques sont correctement déchargés pour maintenir la stabilité de fréquence dans les réseaux intégrés photovoltaïques à grande échelle.

Los sistemas fotovoltaicos, uno de los principales sistemas de energía renovable (FER), se están integrando en las redes eléctricas convencionales a gran escala, sustituyendo a los generadores síncronos. Sin embargo, los sistemas fotovoltaicos carecen de inercia inherentemente y no pueden proporcionar ninguna potencia de reserva. En consecuencia, la red integrada fotovoltaica a gran escala se enfrenta a graves problemas de inestabilidad de frecuencia después de un evento de disparo síncrono del generador. Aunque se utilizan varios tipos de sistemas de almacenamiento externo para mejorar la respuesta de frecuencia, plantean desafíos económicos sustanciales para los operadores de la red. Los sistemas fotovoltaicos recargados, por otro lado, pueden ayudar a mejorar la estabilidad de la frecuencia sin ningún mecanismo de soporte externo. Para mantener la estabilidad de la frecuencia con un gasto mínimo, se requiere una estimación precisa del porcentaje de descarga de los sistemas fotovoltaicos. Con este fin, este documento propone una metodología novedosa para estimar los porcentajes de descarga apropiados para los sistemas fotovoltaicos en términos de parámetros de respuesta de frecuencia, utilizando el análisis de regresión lineal múltiple (MLRA). Se realizan simulaciones para diferentes niveles de penetración fotovoltaica en el sistema de prueba de bus IEEE 39 modificado. Además, se realiza una comparación exhaustiva del rendimiento de la red integrada fotovoltaica descargada con el sistema de almacenamiento de energía de la batería (BESS) y la red integrada fotovoltaica instalada por condensador síncrono (SC). Los hallazgos respaldan la viabilidad de nuestro método, lo que permite una estimación precisa y justifica el despliegue de sistemas fotovoltaicos descargados conectados a la red. Los sistemas fotovoltaicos Deloaded también superan a otros mecanismos de soporte en términos de rendimiento. Además, proporcionan información sobre cómo el porcentaje de descarga requerido disminuye con el aumento de la penetración fotovoltaica. Este documento se puede utilizar como una guía para los diseñadores de redes para garantizar que los sistemas fotovoltaicos se descarguen adecuadamente para mantener la estabilidad de la frecuencia en las redes integradas fotovoltaicas a gran escala.

Photovoltaic systems, one of the major renewable energy systems (RESs), are getting integrated into conventional power grids in large-scale, substituting synchronous generators. However, PV systems lack inertia inherently and cannot provide any reserve power. Consequently, large-scale PV integrated grid faces severe frequency instability problems following a synchronous generator tripping event. Although various kinds of external storage systems are utilized to improve frequency response, they pose substantial economic challenges for grid operators. Deloaded PV systems, on the other hand, can assist in enhancing frequency stability without any external supporting mechanisms. In order to maintain frequency stability with minimal expenditure, an accurate estimation of the deloading percentage of PV systems is required. To this end, this paper proposes a novel methodology of estimating appropriate deloading percentages for PV systems in terms of frequency response parameters, using multiple linear regression analysis (MLRA). Simulations are conducted for different PV penetration levels on modified IEEE 39 bus test system. Additionally, a thorough performance comparison of deloaded PV integrated grid with both battery energy storage system (BESS) and synchronous condenser (SC) installed PV integrated grid is conducted. The findings support the feasibility of our method, allowing for accurate estimation and justifying the deployment of grid-connected deloaded PV systems. Deloaded PV systems also outperform other supporting mechanisms in terms of performance. Moreover, they provide insights on how the required deloading percentage decreases with increasing PV penetration. This paper can be used as a guide for grid designers to ensure that PV systems are properly deloaded to maintain frequency stability in large-scale PV integrated grids.

يتم دمج الأنظمة الكهروضوئية، وهي واحدة من أنظمة الطاقة المتجددة الرئيسية (RESs)، في شبكات الطاقة التقليدية على نطاق واسع، لتحل محل المولدات المتزامنة. ومع ذلك، تفتقر الأنظمة الكهروضوئية إلى الجمود بطبيعتها ولا يمكنها توفير أي طاقة احتياطية. وبالتالي، تواجه الشبكة المتكاملة الكهروضوئية واسعة النطاق مشاكل شديدة في عدم استقرار التردد بعد حدث تعثر المولد المتزامن. على الرغم من استخدام أنواع مختلفة من أنظمة التخزين الخارجية لتحسين استجابة التردد، إلا أنها تشكل تحديات اقتصادية كبيرة لمشغلي الشبكات. من ناحية أخرى، يمكن أن تساعد الأنظمة الكهروضوئية المحملة في تعزيز استقرار التردد دون أي آليات دعم خارجية. من أجل الحفاظ على استقرار التردد مع الحد الأدنى من النفقات، يلزم إجراء تقدير دقيق لنسبة التفريغ للأنظمة الكهروضوئية. ولتحقيق هذه الغاية، تقترح هذه الورقة منهجية جديدة لتقدير نسب التفريغ المناسبة للأنظمة الكهروضوئية من حيث معلمات استجابة التردد، باستخدام تحليل الانحدار الخطي المتعدد (MLRA). يتم إجراء عمليات المحاكاة لمستويات الاختراق الكهروضوئية المختلفة على نظام اختبار ناقل IEEE 39 المعدل. بالإضافة إلى ذلك، يتم إجراء مقارنة أداء شاملة للشبكة المتكاملة الكهروضوئية المحملة مع كل من نظام تخزين طاقة البطارية (BESS) والشبكة المتكاملة الكهروضوئية المثبتة على المكثف المتزامن (SC). تدعم النتائج جدوى طريقتنا، مما يسمح بالتقدير الدقيق وتبرير نشر الأنظمة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة. كما تتفوق الأنظمة الكهروضوئية المحملة على آليات الدعم الأخرى من حيث الأداء. علاوة على ذلك، فإنها توفر رؤى حول كيفية انخفاض نسبة التفريغ المطلوبة مع زيادة اختراق الخلايا الكهروضوئية. يمكن استخدام هذه الورقة كدليل لمصممي الشبكات لضمان إزالة الأنظمة الكهروضوئية بشكل صحيح للحفاظ على استقرار التردد في الشبكات الكهروضوئية المتكاملة واسعة النطاق.