شبیه سازی آموزشی اینورتر فشرده سه فاز چند سطحی سیستم فتوولتائیک توان کم با متلب

 

چکیده مقاله (ترجمه ماشینی)

یک اینورتر چند سطحی سه فاز جدید با تعداد قطعات کاهش یافته در این مقاله پیشنهاد شده است. این اینورتر با استفاده از یک منبع DC در هر فاز برای تولید ولتاژ خروجی چند سطحی طراحی شده است که آن را برای کاربردهای ولتاژ پایین و متوسط، از جمله انرژی‌های تجدیدپذیر جفت شده ac یا ذخیره‌سازی انرژی مناسب می‌سازد. یک ساختار مدار تعمیم یافته در این مقاله نشان داده شده است که به دنبال آن می توان تعداد سطح ولتاژ خروجی را طبق انتظار افزایش داد. اگرچه، هر عنصر تنش ولتاژی معادل ولتاژ DC ورودی را تحمل می کند، مقدار ولتاژ کل ایستاده (TSV) با استفاده از حداقل تعداد اجزا با توجه به تعداد خازن های سری متصل کاهش می یابد. علاوه بر این، طرح مدولاسیون راه پله برای تولید سیگنال های سوئیچینگ استفاده می شود. از این رو، اینورتر پیشنهادی می تواند در فرکانس سوئیچینگ پایین با اعوجاج هارمونیک جریان خروجی بهینه کار کند که تلفات سوئیچینگ را کاهش می دهد و افت ضریب توان را سرکوب می کند. به منظور اعتبار بخشی به توضیحات نظری و عملکرد عملی اینورتر پیشنهادی، این فرضیه برای اینورترهای سطح ولتاژ خروجی 9، 13 و 39 برای سه فاز با اعوجاج هارمونیک کل ولتاژ خط (THD) 6.06، 4.16 درصد و 2.10 شبیه سازی شده است. درصد به ترتیب در MATLAB/Simulink و نمونه اولیه آزمایشگاه تک فاز 5 سطحی در آزمایشگاه پیاده سازی شده است.

تقاضای انرژی الکتریکی هنوز به تدریج در کاربردهای مختلف از دوران قبل در حال افزایش است. در سال‌های گذشته، تولید انرژی الکتریکی عمدتاً به منابع تجدیدناپذیر مانند سوخت‌های فسیلی، زغال‌سنگ، گاز طبیعی، نفت وابسته بود که تغییرات جبران‌ناپذیری را بر محیط‌زیست و همچنین دمای زمین تحمیل می‌کند. به همین دلیل، امروزه منابع انرژی پاک مانند انرژی خورشیدی، اقیانوسی و بادی مورد تشویق دولت‌ها قرار می‌گیرند تا برای تولید برق برای تامین سطح تقاضای مطلوب مورد استفاده قرار گیرند. به منظور همگام سازی این نوع از سیستم های انرژی جدید با شبکه های ترکیبی برق، ریزشبکه و بارهای محلی، به ویژه برای ارتباط متقابل با سیستم های ذخیره انرژی برای اطمینان از انعطاف پذیری، متفاوت است ویراستار هماهنگ کننده بررسی این نسخه خطی و تایید آن برای انتشار، رمضان بود. بایندیر . خانواده مبدل های قدرت قبلا توسط محققین معرفی شده اند [1]، [2]. معمولاً تولید، انتقال، توزیع و استفاده از توان الکتریکی از طریق فرآیند تبدیل توان DC به AC صورت می‌گیرد [3]. مبدل‌های برق DC به AC معمولاً اینورتر نامیده می‌شوند که نقش حیاتی در درایوهای فرکانس متغیر، منابع تغذیه اضطراری، گرمایش القایی، انتقال برق DC با ولتاژ بالا، درایوهای وسایل نقلیه الکتریکی، سیستم‌های انتقال متناوب AC و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی دارند [4]. [5]. بسته به شکل شکل موج خروجی، اینورترها ممکن است به عنوان اینورتر موج مربعی، اینورتر موج شبه مربع، اینورتر PWM دو سطحی و اینورتر چند سطحی (MLIs) طبقه بندی شوند. در این میان MLIها به دلیل داشتن قابلیت کار در تمامی شرایط اعم از فشار ضعیف، متوسط ​​و فشار قوی مورد توجه ویژه قرار گرفته اند. انجام پروژه متلب

مفهوم اولیه پشت MLI دستیابی به شکل موج پلکانی، پیروی از یک مسیر سینوسی، با اضافه کردن چندین سطح ولتاژ DC پایین تر با استفاده از کلیدهای نیمه هادی است [7]. معمولاً سطوح DC ورودی چندگانه شامل خازن‌ها، باتری‌ها یا دیگر ذخیره‌سازی‌های معمولی و منابع ولتاژ انرژی تجدیدپذیر است. تنظیم مجدد و کنترل کلیدهای قدرت، تجمع این سطوح DC ورودی چندگانه را تکمیل می کند و ولتاژ بالایی را در خروجی ایجاد می کند. بنابراین، در MLI ها، ولتاژ عملیاتی بسیار بالاتر از ولتاژ تنش روی کلید برق است، زیرا منبع ولتاژی که کلید با آن متصل است، ولتاژ نامی آن را تعیین می کند [8]. MLIها مزایای زیادی مانند پروفیل هارمونیک بهتر، کاهش تنش dv/dt که منجر به کاهش قابل توجه اجزای Lter می‌شود، و عملکرد در کاربردهای ولتاژ متوسط ​​و بالا با کلیدهای نامی ولتاژ پایین را ارائه می‌دهند. علاوه بر این، MLI ها نه تنها ولتاژ حالت مشترک کوچکتری تولید می کنند که تنش را بر موتورها کاهش می دهد، بلکه جریان را با اعوجاج کمتر می کشد و تلفات هدایت و سوئیچینگ کمتر و راندمان افزایش یافته را ارائه می دهد [9]، [10]. رایج ترین و کلاسیک ترین توپولوژی های MLI شامل نقطه خنثی گیره دار (NPC) [11]، خازن یینگ (FC) [12] و پل H آبشاری (CHB) [13] است که به طور گسترده در کاربردهای متعدد در ذخیره سازی انرژی و سیستم های تبدیل الکتریکی اینورترهای NPC و FC مشکل شارژ متعادل خازن های پیوند DC را معرفی می کنند. توپولوژی CHB به تعداد زیادی از منابع ولتاژ DC ایزوله برای تولید خروجی سطح بالاتر نیاز دارد. علاوه بر این، همه این توپولوژی های کلاسیک به تعداد زیادی از اجزای نیمه هادی با افزایش تعداد سطوح خروجی نیاز دارند. به همین دلایل، کاهش اجزای نیمه هادی و همچنین عناصر غیرفعال به یک نگرانی مهم تبدیل شده است که هم اندازه و هم وزن کل سیستم را کاهش می دهد و با افزایش کارایی، تلفات هدایت و سوئیچینگ را کاهش می دهد.

بخشی از گزارش کار

در این پروژه برای 5 سطحی مدار فاز A به صورت شکل زیر شبیه­ سازی شد:

شبیه سازی آموزشی اینورتر فشرده سه فاز چند سطحی سیستم فتوولتائیک توان کم با متلب توسط کارشناسان گروه ۱.۲.۳ پروژه پیاده سازی گردیده .