22370

طراحي، شبيه سازي و ساخت مبدل افزاينده بهره ولتاژ بالا براي استفاده در سيستم‌هاي فتوولتاييك متصل به شبكه سه فاز

كارشناسي ارشد

قدرت - الكترونيك قدرت

1396

1399/3/7

دكتر عباس شولايي

برق

در چند دهه اخير، به دليل تمركز سياسي بر مسائل زيست محيطي، گرم شدن كره زمين و افزايش تقاضاي جهاني براي انرژي الكتريكي، منابع انرژي تجديدپذير مانند سيستم‌هاي فتوولتاييك، انرژي باد و سلول‌هاي سوختي بسيار مورد توجه قرارگرفته‌اند. با اين حال، برخي از منابع انرژي تجديدپذير مانند سيستم‌هاي فتوولتاييك داراي ولتاژ خروجي پاييني هستند. از اين رو، در سال‌هاي اخير تحقيقات بر روي مبدل‌هاي dc-dc افزاينده افزايش يافته است. در اين پايان نامه يك مبدل dc-dc افزاينده غير ايزوله بدون سلف كوپلاژ معرفي مي‌شود. مبدل پيشنهادي داراي بهره ولتاژ بالايي بدون استفاده از سلف كوپلاژ يا ترانسفورماتور، راندمان بالا و داراي يك سيستم كنترل ساده است. همچنين در مبدل پيشنهادي حداكثر ولتاژ روي سوئيچ و ديودها بدون استفاده از مدارهاي محدود كننده پايين است كه هزينه كمتر، تلفات هدايتي كمتر و پيچيدگي كمتري را دارد. جريان ورودي مبدل معرفي شده پيوسته با ضربان كوچك است. بنابراين براي كاربردهاي انرژي تجديدپذير كه در آن پاسخ سريع ديناميكي مبدل حائز اهميت است، مناسب مي‌باشد. در ادامه تحليل تئوري و ملاحظات طراحي مبدل پيشنهاد شده، مورد بررسي قرار مي‌گيرد. سپس مبدل معرفي شده براي توان خروجي 200 وات با فركانس سوئيچ زني 40 كيلوهرتز، ولتاژ ورودي 40 ولت و ولتاژ خروجي 250 در نرم افزار متلب/ سيمولينك شبيه‌سازي و سپس نمونه آزمايشگاهي پياده سازي مي‌شود. همچنين مبدل پيشنهادي در يك سيستم فتوولتاييك دو سطحي متصل به شبكه سه فاز به كار گرفته مي‌شود. روش‌هاي كنترلي توان اكتيو و راكتيو به همراه روش رديابي نقطه توان حداكثر براي سيستم فتوولتاييك دو سطحي متصل به شبكه سه فاز پيشنهادي بحث مي‌شود. در نهايت، نتايج شبيه سازي در سيستم پيشنهادي گزارش داده مي‌شود.

1399/06/15

Design, Simulation and Implementation of a High Step-up DC-DC Converter for Using in Three-Phase Grid-Connected Photovoltaic Systems

6/27/2020 12:00:00 AM

Nowadays, due to political focus on environmental issues, global warming and rising global energy demand, renewable energy sources such as photovoltaic systems (PV), wind power, and fuel cells have received more attention. However, some renewable energy sources such as PV and energy storage systems have low output voltage. Hence, research in high voltage gain DC-DC converters has been increasing in recent years. A single-switch high voltage gain non-coupled inductor DC-DC converter is presented in this thesis. The introduced converter achieves high step-up gain without using any coupled inductors or transformers, provides high efficiency and has a simple control system. The converter also achieves low voltage stress on the switch and diodes without clamping circuits, reducing cost, conduction losses and complexity. The input current of the introduced converter is continuous with low ripple, and is therefore suitable for renewable energy applications in which the fast dynamic response of the converter is necessary. The principle of operation and design considerations of the introduced converter are investigated. The proposed converter for 200W output power with 40 kHz switching frequency, 40V input voltage, and 250V output voltage are simulated in Matlab/Simulink, as well as implemented in the laboratory. Then, the proposed converter is used in the two-stage three-phase grid connected photovoltaic (PV) inverters. The active power and reactive power control with the maximum power point tracking (MPPT) for the proposed two-stage three-phase grid connected photovoltaic (PV) inverters are discussed. Finally, the simulation results of the proposed two-stage three-phase grid connected inverters are reported.

الكترونيك قدرت

Power electronics engineering