شکل ۳- ۹ کنترلر پیشنهادی برای پشتیبانی فرکانس

حلقه ثانویه کنترل (AGC) سعی در از بین بردن خطای حالت ماندگار شبکه می کند و فرکانس شبکه و توان انتقالی خطوط را به مقدار نامی و از پیش مقرّر شده آن باز می‌گرداند. در نتیجه، سیگنال کنترلی اضافی ای که برای مبدل الکترونیک قدرت در نظر گرفته شده بود و به عنوان تابعی از تغییرات فرکانس و نرخ تغییرات فرکانس عمل می‌کرد(شکل ۳-۹ )، غیرفعّال شده و عملکرد نرمال DFIG پیگیری می‌گردد تا مجدّداً سرعت چرخش توربین‌های بادی را به میزان بهینه آن باز گرداند و زمینه مشارکت‌های بعدی را فراهم کند.
۳-۳- مشارکت واحد های تولید توان خورشیدی در کنترل فرکانس شبکه
با توجّه به سابقه تحقیق مطرح شده در باب کنترل فرکانس سیستم‌های تولید انرژی خورشیدی که در فصل پیش آمد، مشخّص شد، جایگزینی تولید خورشیدی به جای تولید متداول مستقیماً لختی شبکه را کاهش می‌دهد. علاوه بر آن با توجّه به نوسانات تابشی خورشید، توان استحصالی از انرژی خورشید ثابت نبوده و با تغییر شدّت تابش خورشید، تغییر می‌کند. خصوصیاتی که استحصال انرژی توسط سیستم‌های خورشیدی به صورت MPPT به دنبال دارد، ویژگی‌های مطلوبی برای بهره‌برداری از تولید خورشیدی در مقیاس بالا نیست. ورود یک چنین منبع کنترل نشده‌ای به شبکه، بار اضافی برای سیستم‌های کنترل فرکانس به حساب می‌آید.
در این بخش ابتدا به چگونگی جذب انرژی خورشیدی توسط پانل‌های خورشیدی و معادلات مربوطه بیان می‌شود. در ادامه استراتژی کنترلی مناسبی برای شرکت دادن تولید خورشیدی در کنترل اولیّه فرکانس بیان می‌شود. تاثیرات استفاده از یک چنین سیستم کنترلی بر روی سیستم قدرت مدل شده و ساختار کنترل فرکانس بار شبکه در حضور این کنترلر به روز می‌شود.
۳-۳-۱- مشخّصات پانل‌های خورشیدی و مدلسازی آنها
در اینجا به صورت مختصر خصوصیات و مدل ماژول‌های خورشیدی بیان می‌شود [۵۸]. ماژول خورشیدی، تجهیزی غیر خطی است که می‌توان آنرا همانطور که در شکل ۳-۱۰ آمده به عنوان منبع جریان در نظر گرفت.
با صرفنظر از مقاومت‌های سری داخلی ، می‌توان معادلات متداول یک ماژول خورشیدی را به صورت بیان شده در رابطه ۳-۱۶ ذکر کرد:

شکل ۳- ۱۰ مدار معادل ماژول خورشیدی [۲۱]
که در آن و به ترتیب جریان و ولتاژ خروجی ماژول خروجی می باشند. جریان تولیدی تحت تابش خورشیدی، جریان اشباع معکوس، شارژ الکتریکی الکترون، ثابت بولتزمن، فاکتور ایده‌آلی دیود، دمای ماژول خورشیدی (به کلوین)، تعداد سلول‌های خورشیدی موازی و جریان ذاتی شاخه مقاومت موازی ماژول خورشیدی است. همانطور که در معادله ۳-۱۷ فرمول بندی شده، جریان اشباع ماژول خورشیدی با نوسانات دما تغییر می‌کند:

که در آن جریان اشباع در دمای مرجع ، انرژی باند خالی، ضریب تاثیر دمای جریان اتصال کوتاه ماژول خورشیدی است. مقدار جریان شاخه‌های موازی به صورت زیر حاصل می‌شود:

که در آن تعداد سلول‌های سری و مقاومت موازی داخلی ماژول خورشیدی است.
شکل ۳-۱۱ ساختار کلی ژنراتور خورشیدی متصل به شبکه را نشان می دهد.

شکل ۳- ۱۱ ژنراتور خورشیدی متصل به شبکه
با توجه مدلسازی که بیان شد، در یک تابش مشخصی از خورشید و یک دمای معین، پانل‌های خورشیدی با توجه به ولتاژ نقطه کار خود توان جریان مشخصی را تولید می کند. این نقطه کار با توجه به ولتاژ ماژول خورشیدی حاصل می شود. این ولتاژ از طریق رفرنس ولتاژ واسط الکترونیک قدرت به این ادوات اعمال می شود. برای یک ماژول خورشیدی معادلات بیان شده در ۳-۱۶ الی ۳-۱۹، در نرم افزار Matlab/Simulink r2013a مدل شده و به ازاء تغییرات رفرنس ولتاژ ماژول‌های خورشیدی، منحنی‌های و به ازاء تابش‌های مختلف خورشید برای دمای عادی محیط معادل با ۳۰۰ درجه کلوین (۲۷ درجه سانتیگراد)، در شکل‌های ۳-۱۲و ۳-۱۳ رسم شده اند. از این نمودار‌های اینطور استنباط می‌شود که آرایه‌های خورشیدی غیر خطی‌اند و نقطه کار آنها به شدّت با تغییر تابش خورشید و همچنین ولتاژ رفرنس تغییر می‌کند.
شکل ۳- ۱۲ منحنی V_I ماژول خورشیدی
شکل ۳- ۱۳ منحنی V_P ماژول خورشیدی