عنوان

تحلیل و شبیه سازی عملکرد یک اینورتر چند سطحی متصل به شبکه و بهبود شکل موج های خروجی آن در کاربردهای سیستم های فتوولتائیک

Number

‭۱۵۶۶۷پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تحلیل و شبیه سازی عملکرد یک اینورتر چند سطحی متصل به شبکه و بهبود شکل موج های خروجی آن در کاربردهای سیستم های فتوولتائیک

First Statement of Responsibility

/محمد میرزامحمدفام

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی برق و کامپیوتر

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۹۵‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی برق-قدرت

Date of degree

‮‭۱۳۹۵/۰۶/۲۹‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

از آنجایی که مردم نگران پایان پذیری سوخت های فسیلی و مشکلات محیطی ایجاد شده در اثر مصرف انرژی متعارف هستند، در حال حاضر استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر به خصوص سیستم های فتوولتائیک گسترش یافته است .سیستم برق خورشیدی سیستمی است که با تبدیل مستقیم انرژی خورشیدی به الکتریکی ، برق تولید می کند .یک اینورتر تک فاز متصل به شبکه معمولا برای کاربردهای توان پایین و یا مسکونی در رنج توان کمتر از ‮‭۱۰‬ کیلو وات استفاده می شوند .در این رساله سعی بر آن شده که ، یک مطالعه جامع در مورد انواع اینورترهای منبع ولتاژ چند سطحی انجام بگیرد .این اینورترها به دو دسته اینورترهای چند سطحی پایه و نوظهور تقسیم بندی می شود.ساختارهای پایه شامل ، ساختار دیود کلمپ ، خازن کلمپ و پل آبشاری) کاسکید (می باشد .ساختارهای نو ظهور نیز به دو دسته ساختارهای پایه ترکیبی و ساختارهای مستقل جدید تقسیم بندی شده است .ساختارهای نو ظهور از اینورترهای چند سطحی ، از تعداد قطعات الکترونیک قدرت کمتری نسبت به ساختارهای پایه ، برای تولید سطوح یکسان استفاده می کنند .بنابراین ساختاری سبک و کم هزینه هستند . ساختاری که در این پایان نامه روی آن تمرکز شده است، اینورتر چند سطحی پل ‮‭H‬ توسعه یافته می باشد .به این دلیل نام این ساختار پل ‮‭H‬ توسعه یافته گذاشته شده که در این اینورتر ، ساختار پل به کمک کلیدهای دو جهته توسعه داده شده است .در این ساختار، کلید دو جهته استفاده شده از نوع ساختار پل دیودی است .انواع ساختارهای‮‭۳‬ ، ‮‭۵‬ ، ‮‭۷‬ ، ‮‭۹‬ و ‮‭۱۱‬سطحی از اینورتر مورد بررسی قرار گرفته است .ساختار تعمیم یافته اینورتر چند سطحی پل ‮‭H‬ توسعه یافته با دو روش طراحی شده است . معادلات تعداد کلیدها، دیودها، خازن های باس ‮‭dc‬ و مدارات تحریک) درایو (برای ساختار اینورتر پل ‮‭H‬ توسعه یافته در حالت تعمیم یافته استخراج شده است .برای تولید سطوح ولتاژ یکسان در خروجی، ساختار اینورتر ، از تعداد کلیدهای قدرت‮‭IGBT‬ ، خازن های باس ‮‭dc‬ و مدارات تحریک) درایو (کمتری برخوردار است .در این پایان نامه، یک روش مدولاسیون ‮‭PWM‬ جدید برای تولید سیگنال های کلید زنی در اینورتر ذکر شده استفاده شده است .این روش، مدولاسیون ‮‭SPWM‬ چند مرجعی نام گرفته است .در این روش از یک موج کریر مثلثی و چندین موج مرجع سینوسی استفاده می شود .هم چنین در این پایان نامه ، چون منبع تغذیه ورودی اینورتر چند سطحی مدل سلول خورشیدی است، از این جهت ساختار فیزیکی یک سلول خورشیدی ، نحوه تشکیل آرایه خورشیدی و مدارهای معادل آن ها مورد بررسی قرار گرفته است .هم چنین، روش های مختلف ردیابی نقطه توان ماکزیمم در آرایه خورشیدی در یک جدول مقایسه ای آورده شده است .دو روش اغتشاش و مشاهده‮‭O) & (P‬و روش هدایت تدریجی ‮‭(IC)‬ به علت ویژگی های بهتر، اعم از ردیابی دقیق و سریع نقطه توان ماکزیمم و عدم نیاز به تنظیمات دوره ای ، روش های مناسبی به شمار می روند .الگوریتم های ‮‭MPPT‬ در سیستم، روی یک مبدل بوست پیاده سازی می شود .بنابراین ساختار مداری مبدل بوست و همچنین عملکرد این مبدل در حالت پایدار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است .شبیه سازی، با استفاده از نرم افزار قدرتمند ‮‭MATLAB‬ انجام یافته است .مهم ترین قسمت شبیه سازی، بررسی ‮‭THD‬ ولتاژ خروجی اینورتر پل ‮‭H‬توسعه یافته در حالت اتصال به شبکه است .با افزایش تعداد سطوح اینورتر، ‮‭THD‬ ولتاژ و جریان خروجی اینورتر کاهش می یابد و جریانی با کیفیت مطلوب به شبکه برق تزریق می شود .

Text of Note

Since people are concerned about the reduction of fossil fuels and the environmental problems caused by conventional energy consumption , are already using renewable energy sources, particularly photovoltaic systems has expanded. The solar power systems, is a system that generate electricity by direct convert solar energy into electricity. A single-phase grid-connected inverter usually used for residential or low power applications of power ranges that are less than 10 KW.in this thesis, we have tried that a comprehensive study be done on the types of multilevel voltage source inverters. The inverters divided into two categories based multilevel inverters and emerging. The basic structures are including the structure of the clamped diode, clamping capacitors and cascade bridge. Emerging structures divided into two categories, combined basic structures and new independent structure. In the Emerging structures of multilevel inverters, the number of power electronic components, is less than the basic structures to produce the same levels. So it is light weighted and low cost. The used structure in this thesis is modified H-bridge multilevel inverter. That's why we've called this structure the modified H-bridge inverter because of the structure has been developed to help bi-directional switches. The types structures 3, 5, 7, 9 and 11 of the used multilevel inverter is discussed. The modified H-bridge multilevel inverter generalized structures has been design by two methods. Equations corresponding to the number IGBT switches, diodes, dc- bus capacitors and drive circuits, for the used multilevel inverter generalized structure is obtained. To produce the same voltage level at the output, the used multilevel inverter structures use IGBT power switches, dc- bus capacitors and drive circuit less than other structures. in this thesis, a new PWM modulation method to generate switching signals is introduced in the proposed multilevel inverter. This method is called a multi reference SPWM modulation. In this method, used a single triangular carrier wave and multi sin reference waves. Also in this thesis, because the used multilevel inverter input power supply is solar cell model, the physical structure of a solar cell, solar array formation and equivalent circuits have been studied. Also, various methods of the maximum power point tracking of the solar array are shown in a comparative table. Two methods, Perturbation and Observation (P&O), Incremental Conductance (IC) due to better features, including accurate and fast tracking the maximum power point and no need for periodic adjustments are appropriate methods. The MPPT algorithms in the used system, is implemented in a boost converter. Therefore, the boost converter circuit structure and operation of the converter in steady-state has been analyzed. The used system simulation is done by using MATLAB powerful software. The most important part of the simulation is THD study of the output voltage and current in proposed inverter on connected grid state. With the increasing number of inverter level, THD of inverter output voltage and current are reduced and good quality current is injected into the power grid

میرزامحمدفام، محمد

حسینی، سیدحسین، استاد راهنما

قاسم زاده، سعید، استاد راهنما

صباحی، مهران، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی