استفاده از اينورتر چندسطحي با كنترل كننده غيرخطي مستقيم براي اتصال مزرعه خورشيدي به شبكه

Multilevel Inverter with Direct Nonlinear Controller For Connecting Solar Farms To The Grid

مزرعه خورشيدي مبتني بر سلول هاي فتوولتاييك ( PV) براي تحويل انرژي DC توليدي خود به شبكه AC نياز به اينورتر دارد. در ميان انواع اينورترهاي موجود، اينورترهاي چندسطحي پل H به دليل ويژگي هايي نظير نياز به منابع DC مستقل و نيز كوچكتر بودن فيلتر خروجي به دليل هارمونيك هاي توليدي كمتر، مناسب براي كاربرد در مزرعه خورشيدي مي باشند. در مقاله حاضر، روش كنترل غيرخطي مستقيم براي اين دسته از اينورترها با فيلتر خروجي LCL براي كاربرد در مزرعه خورشيدي ارائه مي شود. در روش كنترل پيشنهادي مي توان ولتاژ پايانه هاي DC اينورتر چندسطحي را به صورت مستقل از يكديگر كنترل نمود. با استفاده از اين قابليت، هم مي توان با تقسيم مزرعه خورشيدي به نواحي مجزا و كنترل مستقل هر ناحيه كه به يكي از پايانه هاي DC اينورتر چندسطحي متصل شده، حداكثر توان از مزرعه خورشيدي را به دست آورد و هم مي توان مبدل هاي DC-DC كه به منظور تنظيم نقطه كار آرايه هاي خورشيدي در نقطه كار بهينه استفاده مي شوند را حذف نمود. در كنترل كننده پيشنهادي، امكان كنترل توان راكتيو تبادل شده با شبكه نيز وجود دارد. در اين مقاله، كارايي سيستم پيشنهادي توسط نتايج شبيه سازي يك سيستم نمونه در نرم افزار MATLAB نشان داده مي شود.

The solar photovoltaic (PV) farm delivers its harvested DC energy to the AC grid via power electronic interfaces. With insolation as well as ambient temperature variations، these power electronic converters should regulate operating point at optimal point to extracting maximum power from PV cells. In this paper، a direct nonlinear control method is developed for cascaded H-bridge multilevel inverter with a LCL output filter. Multilevel inverters produce less harmonic voltages، so the size of output filter can be reduced. Moreover، operating in higher voltage levels gives the opportunity of omitting the step-up transformer in the grid with medium voltage. In the proposed control method، DC terminals of cascaded multilevel inverter can be controlled، independently. So، solar farm can be divided into distinct zones and maximum power can be harvested due to independent control of these zones. Using the proposed nonlinear controller، the DC-DC converters، usually used for maximum power point tracking، can be omitted. Moreover، exchanging the reactive power with the grid can be controlled at PCC