۲۲۰۶۶پ
per
ارائه ساختار بهبود یافته برای اینورترهای غیرایزوله متصل به شبکه به منظور کاربردهای پانل خورشیدی
Providing An Improved Structure For Non-Isolated Grid-Connected Inverters For Solar Panel Applications
/ناصر وثوقی کردکندی
: مهندسی برق و کامپیوتر
، ۱۳۹۸
، افشاری
۱۲۷ص
چاپی - الکترونیکی
دکتری
برق قدرت
۱۳۹۸/۰۷/۲۱
تبریز
در این رساله انواع ساختارهای اینورترهای متصل به شبکه مورد مطالعه و بررسی قرار می‌گیرد .این ساختارها به دو دسته کلی ایزوله و غیرایزوله تقسیم‌بندی می‌شوند .در ابتدا معرفی کلی از ساختارهای ایزوله انجام می‌گیرد .ساختارهای غیرایزوله را می‌توان به سه دسته کلی دوطبقه، Pseudo DC Link و تک‌طبقه تقسیم‌بندی نمود .معرفی کلی نیز در رابطه با ساختارهای دوطبقه و Pseudo DC Link انجام می‌گردد .در ادامه ساختارهای تک‌طبقه به طور کامل بررسی می‌گردند و از لحاظ قابلیت کاهش یا حذف جریان نشتی و همچنین از لحاظ کنترل توان راکتیو مورد بررسی قرار می‌گیرند .بعد از بررسی بسیاری از ساختارها این نتیجه حاصل می‌گردد که ساختارهای تک‌طبقه مرسوم بصورت یکجا قابلیت افزایندگی ولتاژ، حذف جریان نشتی، قابلیت کنترل توان راکتیو و راندمان بالا را ندارند .در این رساله، در فصل سوم دو ساختار تک‌طبقه زمین مشترک ارائه می‌شود .ساختارها قابلیت افزایندگی ولتاژ دارند و ولتاژ ورودی در این ساختارها نصف ولتاژ ورودی اینورتر H۴ می‌باشد .همچنین در این ساختارها امکان کنترل توان راکتیو بوده و می‌توان در انتهای شبکه‌های ضعیف توزیع کنترل ولتاژ انجام داد .ولتاژ خروجی در این ساختارها به صورت سه‌سطحی بوده به طوریکه باعث می‌گردد THD جریان تزریقی به شبکه کاهش یابد .تلفات توان برای هر دو ساختار محاسبه می‌گردد و همچنین بصورت جز به جز برای هر کلید تلفات در توان‌های خروجی مختلف محاسبه خواهد شد .به منظور نشان دادن هر چه بهتر قابلیت ساختارهای پیشنهادی اول و دوم جدول مقایسه‌ای آورده می‌شود .در این جدول ساختارهای پیشنهادی اول و دوم از لحاظ قابلیت افزایندگی ولتاژ، حذف جریان نشتی، کنترل توان راکتیو، تعداد المان‌های اکیتو و پسیو و راندمان کل سیستم با سایر ساختارها مقایسه گردیده می‌شود .در فصل چهارم دو ساختار برای اینورترهای غیرایزوله متصل به شبکه ارائه می‌شود .یکی از این ساختارها تک‌طبقه بوده و ولتاژ خروجی آن به صورت پنج‌سطحی می‌باشد .این ساختار قابلیت افزایندگی ولتاژ را داشته و ولتاژ ورودی آن نصف ولتاژ ورودی اینورتر H۴ می‌باشد .خاصیت زمین مشترک بودن این ساختار باعث می‌گردد تا به طور کلی جریان نشتی حذف شود .این ساختار قابلیت کنترل توان راکتیو را نیز دارا می‌باشد و می‌تواند در ضریب توان‌های پسفاز و پیشفاز سرویس دهی کند .همچنین این ساختار با سایر ساختارهای مرسوم سه‌سطحی و پنج‌سطحی مقایسه می‌گردد .ساختار ارائه شده‌ای دیگر فصل چهارم یک ساختار دوطبقه هفده‌سطحی می‌باشد .این ساختار دارای دو منبع ورودی بوده و قابلیت کنترل توان راکتیو را نیز دارا می‌باشد .همچنین این ساختار قادر به افزایندگی ولتاژ ورودی است .برای هر چهار ساختار پیشنهادی، سیستم کنترل ارائه شده به صورت کنترل جریان می‌باشد .مدارات منطقی و همچنین فلوچارت مربوط به حالت‌های کنترل توان اکتیو و راکتیو نیز برای سه ساختار اولی ارائه گردیده و پیاده‌سازی می‌شود .در فصل پنجم نتایج آزمایشگاهی برای هر چهار ساختار ارائه می‌شود که صحت عملکرد ساختارهای پیشنهادی و سیستم کنترل ارائه شده را نشان می‌دهد .گفتنی است که برای منبع ولتاژ ورودی در این نتایج از دستگاهSimulator - PVاستفاده می‌شود .در این قسمت نتایج مختلفی برای ساختارهای پیشنهادی ارائه خواهد شد .این نتایج شامل عملکرد ساختارهای پیشنهادی در حالت ضریب توان‌های پسفاز، پیشفاز و واحد می‌باشد .تثبیت ولتاژ خازن‌های موجود در ساختارهای پیشنهادی نشان داده می‌شود .به منظور بررسی هر چه بهتر ساختارهای پیشنهادی، عملکرد ساختارهای پیشنهادی اول و سوم در حضور تغییرات توان ورودی بررسی خواهد شد .همچنین عملکرد این دو ساختار در حضور تغییرات ولتاژ شبکه نیز بررسی شده و پاسخ دینامیکی آنها نشان داده می‌شود .در نهایت، عملکرد ساختار پیشنهادی اول در حضور بار غیرخطی نیز نشان داده خواهد شد
In this thesis, various structures of grid connected inverters have been studied. These structures are categorized into two main group of isolated and non-isolated inverters. First, the general structures of the isolated inverter are introduced. Non-isolated structures can be classified in three main group of Double-stage, Pseudo DC Link and Single stage. Next, the single stage structures are studied and investigated thoroughly as far as the capability of reduction or elimination of the leakage currents and reactive power control. After so many investigation and analysis of the different structures, this result can be concluded that, the conventional structures cant propose a single stage with the the ability of boosting the voltage, elimination of the leakage current, reactive power control and high efficiency. In the third chapter, two single stage common ground structures are presented. These structures can boost input voltage while their input voltage is half of the H4 inverters input voltage. Also, using these structures not only the reactive power can be regulated, but the voltage of the weak grids edge is controllable. These structures three-level output voltage yields in reduction of the injected current THD to the grid. The power losses are calculated for these two structures. Also, for different output powers, each switch power losses are calculated in details. In chapter 4, two non-isolated grid connected structures are presented. One of these structures is single stage and it has a five-level output voltage. This structure benefits from the common ground feature that eliminate the leakage current completely. This structure has the capability of the reactive power control. Also, it can work properly under the lead or lag power factor conditions. Moreover, comparison table is presented for this structure versus convectional structures. Another double-stage seventeen-level output voltage structure is proposed in chapter four as well. This structure has two input voltages with capabilities of the reactive power control and boosting the input voltage. The current control strategy has been applied to control all four presented structures. The logic circuits and the active and reactive different modes control flow chart are shown and implemented for the first three structures. In chapter five, the experimental results are shown to validate the accuracy and feasibility of all four proposed structures. Its good to note, to capture the more real data, the PV-simulator is applied as the input source of the structures. In this chapter, many different results of the proposed structures are presented. Results are shown for the lead, lag and unity power factor conditions. Moreover, the capacitors voltage stability is displayed in detail. To challenge the structures behavior more, the output results to the input power variations are illustrated too. Furthermore, for the first and third structures, the grid voltage variations are applied to assess the dynamic response of them. Finally, for the first structure, the results in the presence of the non-linear load is depicted as well
Providing An Improved Structure For Non-Isolated Grid-Connected Inverters For Solar Panel Applications
وثوقی کردکندی، ناصر
Vosoughi Kurdkandi, Naser
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
