عنوان پایان‌نامه
بهبود روش کنترلی برای گذر از خطای افت ولتاژ در اینورتر فتوولتائیک بدون ترانسفورماتور سه فاز متصل به شبکه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2947;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75053
- تاریخ دفاع
- ۱۲ مرداد ۱۳۹۵
- دانشجو
- احسان افشاری
- استاد راهنما
- شاهرخ فرهنگی, بهزاد آسایی
- چکیده
- در بین منابع انرژی تجدیدپذیر، انرژی خورشیدی به دلیل سهولت دسترسی و هزینه بهره برداری کم از اهمیت بالایی برخوردار است. امروزه اکثر سیستم های انرژی خورشیدی به صورت متصل به شبکه مورد استفاده قرار می گیرند. افزایش ظرفیت اینورترها و پنل های فتوولتائیک، منجر به تاسیس نیروگاههای بزرگ خورشیدی متصل به شبکه شده است. بنابراین نیروگاه های بزرگ خورشیدی می توانند در مسئله پایداری شبکه در کنار نیروگاه های حرارتی تاثیر داشته باشند. از طرفی، شبکه سراسری برق نیز دچار خطاهایی از قبیل خطاهای اتصال کوتاه می شود که باعث کاهش آنی ولتاژ در نقطه ای دیگر از شبکه می شود. در صورتی که در نتیجه این خطاها نیروگاه های خورشیدی بزرگ از شبکه قطع شوند، می تواند باعث تشدید کاهش ولتاژ و حتی خاموشی سراسری شود. به همین دلیل، مهندسین با بازبینی و اصلاح استانداردهای شبکه، مبدل های خورشیدی متصل به شبکه را همچون مبدل های توربین های بادی ملزم به باقی ماندن در شبکه به هنگام بروز خطای کمبود ولتاژ می نمایند. اصلاح استاندارد به این گونه است که مبدل خورشیدی باید در زمان بروز خطای کمبود ولتاژ، مقدار مشخصی توان راکتیو به شبکه تزریق کند و همچنان به شبکه متصل بماند. این مبدل ها می توانند از باقی مانده ظرفیت خود برای تزریق توان اکتیو استفاده کنند. به این ترتیب، مسئله کنترل مبدل ها به منظور گذر از شرایط خطای افت ولتاژ تبدیل به موضوع جذابی برای مهندسین مشغول در طراحی اینورترهای صنعتی شده است. در این پایان نامه سعی شده است که با بررسی نظریه توان اکتیو و راکتیو و روابط مربوط به کنترل مبدل های متصل به شبکه، راهکاری در جهت بهبود گذر از خطا برای اینورتر خورشیدی ارائه شود. سپس به منظور صحه گذاری بر عملکرد روش کنترلی پیشنهادی، نتایج شبیه سازی و پیاده سازی عملی ارائه می گردد. هر دو نتایج شبیه سازی و پیاده سازی عملی نشان می دهند که راهکار پیشنهادی عملکرد مناسبی از نظر جریان تزریقی به شبکه، محدودسازی جریان و نوسانات توان اکتیو و ولتاژ لینک DC دارد. واژه‌های کلیدی: اینورتر سه فاز فتوولتائیک متصل به شبکه بدون ترانسفورماتور، گذر از خطای افت ولتاژ، محدودسازی جریان، نوسان توان اکتیو، نوسان توان راکتیو، نوسان ولتاژ لینک DC
- Abstract
- Among distributed energy resources, photovoltaic (PV) energy due to its availability has become more important recently. PV resources can be used in grid-connected applications through single-phase or three-phase systems. As the power capacity of new PV panels and grid-connected inverters is getting greater, large scale PV stations are being connected to the grid. By increasing number of PV systems being connected to the grid, their dynamic behaviors are becoming critical to the stability of the AC power system, especially during grid faults. Also, disturbances such as short circuit faults are being happened in the grid which leads to balanced or unbalanced voltage sags. During these types of faults, in case the PV systems are disconnected from the gird, it may lead to intensified sags or even blackout in the grid. Thus by revising the grid codes, PV inverters are now preferred to stay connected to the grid when a voltage sag occurs. Accordingly, the grid codes demand PV systems to inject a certain amount of reactive current which is proportional to the per-unit value of three-phase voltage according to the standards established by each country. These systems can utilize the remaining capacity to inject active power to the gird during faults; this capability is called Low-Voltage Ride-Through (LVRT). Therefore, this issue is attracting researchers’ attention to generate new solar inverters with novel capabilities such as LVRT. By using instantaneous active and reactive power theory, this thesis proposes a new control strategy to improve the LVRT operation of the two-stage three-phase grid-connected photovoltaic converter to mitigate double grid frequency oscillation in active power and DC-Link voltage. The advantages of the proposed strategy including injection of sinusoidal currents, current limitation, and active power and DC-Link voltage oscillation is verified by MATLAB simulation case studies and constructed experimental prototype. Keywords- Active power oscillation, Current limitation, DC-Link voltage oscillation, Low-Voltage Ride-Through (LVRT), Reactive power oscillation, Transformerless;
