在联网光伏系统中提高电力质量:对三级和两级逆变器的模型预测控制进行比较分析
Saliha Gada1, Arezki Fekik2, Miroslav Mahdal3
1Laboratoire de Conception et Conduite des Systèmes de Production, Faculté de Génie Électrique et d'Informatique, Université Mouloud Mammeri, Tizi-Ouzou 15000, Algeria.
这项研究比较了两种太阳能逆变器类型,发现3级逆变器在连接到电网的太阳能发电系统中优越. 它在不同的太阳条件下提供更好的电源质量,降低总波扭曲 (THD).
科学领域:
- 电气工程 电气工程
- 可再生能源系统可再生能源系统
- 电力电子 电力电子 电力电子
背景情况:
- 单阶段电网连接太阳能光伏 (SSGC-SPV) 系统对于有效利用太阳能至关重要.
- 减少损失和安装成本是SSGC-SPV拓进步的关键驱动力.
- 对不同逆变器配置的比较分析对于优化性能至关重要.
研究的目的:
- 提供SSGC-SPV系统组件和控制策略的全面概述.
- 为了比较两种逆变器类型的性能,二级三相电压源逆变器 (2L-3PVSI) 和三级三相NPC逆变器 (3L-3PNPC).
- 评估用于逆变器控制的有限集模型预测控制 (FS-MPC) 的有效性.
主要方法:
- 详细的系统组件:光伏发电机,逆变器,增量导电最大功率点跟踪 (IC-MPPT) 和PI调节器.
- 对2L-3PVSI和3L-3PNPC逆变器使用相同的网格配置和辐射配置进行比较分析.
- 实现了用于动态响应和当前跟踪的有限集模型预测控制 (FS-MPC),最大限度地降低了成本功能.
主要成果:
- 3L-3PNPC逆变器表现出明显较低的总波扭曲 (THD),满足IEEE标准 (<5%) 在各种辐射级别.
- 2L-3PVSI逆变器在200W/m2照射量时超过了5%的THD值.
- 通过PI控制器,FS-MPC有效控制了两种逆变器类型,通过PI控制器保持615V的直流总线电压.
结论:
- 3L-3PNPC逆变器配置优于电网连接的太阳能应用,因为其提高了电源质量.
- FS-MPC是SSGC-SPV系统的合适控制策略,提供出色的动态性能.
- 该研究强调了逆变器选择对于实现高质量的电力输入到电网的重要性.
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