Статті

Моделювання промислової сонячної фотоелектричної станції з безтрансформаторною перетворювальною системою

Рейтинг користувача:  / 0
ГіршийКращий 

Authors:


Д. В. Тугай, orcid.org/0000-0003-2617-0297, Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С. І. Корнелюк, orcid.org/0000-0001-9885-1724, Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. О. Шкурпела, orcid.org/0000-0002-7872-221X, Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В. С. Акимов, orcid.org/0000-0002-4928-5428, Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.


повний текст / full article



Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2021, (5): 073 - 079

https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-5/073



Abstract:



Мета.
Створення детальної моделі сонячної фотоелектричної станції з перетворювальною системою на основі каскадного багаторівневого інвертора з функцією МРРТ для дослідження її режимів роботи в розподілених системах електропостачання.


Методика.
Для проведення дослідження в роботі використовувалися методи синтезу систем, математичного й комп’ютерного моделювання під час створення моделей фотоелектричної станції та її елементів; фізичного експерименту під час отримання теплових характеристик фотоелектричного модулю Solarday SDM72 360W; сучасні теорії потужності для синтезу векторної системи керування багаторівневим інвертором.


Результати.
Синтезована Matlab-модель сонячної фотоелектричної станції з безтрансформаторним 29-рівневим каскадним інвертором напруги. Модель підтвердила працездатність і ефективність роботи перетворювальної системи та електростанції в цілому. Запропоновано алгоритм і синтезовано на його основі контролер пошуку робочої точки на вольт-амперних характеристиках фотомодуля, що відповідає відбору максимальної потужності. Перевірка алгоритму за допомогою моделі підтвердила його працездатність за будь-яких значень інтенсивності потужності сонячного випромінювання.


Наукова новизна.
Отримана повна математична модель фотоелектричного модуля, що враховує його енергетичні й теплові характеристики та може бути використана для імітації роботи будь-якої комп’ютерної моделі фотоелектричного перетворювача в середовищі Matlab/Simulink/SimPowerSystems.


Практична значимість.
Результати моделювання свідчать про перспективність промислової реалізації безтрансформаторних багаторівневих перетворювальних систем для їх використання у структурі потужних сонячних фотоелектричних станцій.


Ключові слова:
фотоелектричний модуль, сонячна фотоелектрична станція, багаторівневий інвертор, перетворювальна система, МРР контролер

References.


1. Tugay, D., Kotelevets, S., Korneliuk, S., & Zhemerov, G. (2018). Energy efficiency of microgrid implementation with solar photovoltaic power plants. 2018 IEEE 3 rd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems, 275-279. https://doi.org/10.1109/IEPS.2018.8559579.

2. Almasi, H., Panterlis, J., & Alian, M. (2019). Comparison Between two 10MW Solar Plant with Central and Distributed Inverters. 2019 27 th Iranian Conference on Electrical Engineering (ICEE), Yazd, Iran, 831-835. https://doi.org/10.1109/IranianCEE.2019.8786627.

3. Rabiul, I. M., Mahfuz-Ur-Rahman, A. M., Muttaqi, & Sutanto, K. M. (2019). State-of-the-Art of the Medium-Voltage Power Converter Technologies for Grid Integration of Solar Photovoltaic Power Plants. IEEE Transactions on Energy Conversion, 34(1), 372-384. https://doi.org/10.1109/TEC.2018.2878885.

4. Foureaux, N. C., Adolpho, L., Silva, S. M., Brito, J. A., & Cardoso Filho, B. (2014). Application of solid state transformers in utility scale solar power plants. 2014 IEEE 40 th Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), 3695-3700. https://doi.org/10.1109/PVSC.2014.6924909.

5. Ahmad, S., Johari, S. H., Ahmad, A., & Halim, M. F. (2015). Grid connected multilevel inverters for PV application. 2015 IEEE Conference on Energy Conversion (CENCON), 181-186. https://doi.org/10.1109/CENCON.2015.7409536.

6. Abdalla, I., Corda, J., & Zhang, L. (2012). Multilevel DC-Link Inverter and Control Algorithm to Overcome the PV Partial Shading. IEEE Transactions on Power Electronics, 28(1), 14-18. https://doi.org/10.1109/TPEL.2012.2209460.

7. Agarwal, R., & Jain, S. (2016). A new multilevel inverter for grid connection of PV modules. 2016 IEEE 7 th Power India International Conference, 1-6. https://doi.org/10.1109/POWERI.2016.8077194.

8. Plakhtii, O., Nerubatskyi, V., Khomenko, I., Tsybulnyk, V., & Sy­niav­skyi, A. (2020). Comprehensive study of cascade multilevel inverters with three level cells. 2020 IEEE 7 th International Conference on Energy Smart Systems, 277-282. https://doi.org/10.1109/ESS50319.2020.9160258.

9. Plakhtii, O., Nerubatskyi, V., Sushko, D., Hordiienko, D., & Khoruzhevskyi, H. (2020). Improving the harmonic composition of output voltage in multilevel inverters under an optimum mode of amplitude modulation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 8(104), 17-24. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.200021.

10. Bangarraju, J., Rajagopal, V., Bhoopal, N., & Priyanka, M. (2014). Power quality improvement using solar PV H-bridge based hybrid multilevel inverter. 2014 IEEE 6 th India International Conference on Power Electronics, 1-5. https://doi.org/10.1109/IICPE.2014.7115841.

11. Hosseinzadeh, M. A., Sarbanzadeh, M., Munoz, J., Rivera, M., Munoz, C., & Villalon, A. (2019). New Reduced Switched Multilevel Inverter for Three-Phase Grid-Connected PV System, Performance Evaluation. 2019 IEEE International Conference on Industrial Technology, 1488-1493. https://doi.org/10.1109/ICIT.2019.8755112.

12. Kumar, S., & Pal, Y. (2019). A Three-Phase Asymmetric Multilevel Inverter for Standalone PV Systems. 2019 6 th International Conference on Signal Processing and Integrated Networks, 357-361. https://doi.org/10.1109/SPIN.2019.8711605.

13. Katkamwar, S. S., & Doifode, V. R. (2016). Cascaded H-bridge multilevel PV inverter with MPPT for grid connected application. 2016 International Conference on Energy Efficient Technologies for Sustainability, 641-646. https://doi.org/10.1109/ICEETS.2016.7583832.

14. Uthirasamy, R., Ragupathy, U. S., Megha, C., & Mithra, R. (2014). Design and analysis of three phase modified cascaded multilevel inverter for PV applications. 2014 International Conference on Green Computing Communication and Electrical Engineering, 1-6. https://doi.org/10.1109/ICGCCEE.2014.6922441.

15. Plakhtii, O., Nerubatskyi, V., Karpenko, N., Ananieva, O., Khoruzhevskyi, H., & Kavun, V. (2019). Studying a voltage stabilization algorithm in the cells of a modular six-level inverter. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 8(102), 19-27. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.185404.

16. Aute, S. R., & Naveed, S. A. (2019). Simulation and Analysis of Multilevel Inverter Based Solar PV System. 2019 3 rd International Conference on Computing Methodologies and Communication, 557-559. https://doi.org/10.1109/ICCMC.2019.8819742.

17. Kiran, R., Jayaraman, M., & Sreedevi, V. T. (2014). Power quality analysis of a PV fed seven level cascaded H-bridge multilevel inverter. 2014 IEEE International Conference on Advanced Communications, Control and Computing Technologies, 281-285. https://doi.org/10.1109/ICACCCT.2014.7019446.

18. Zhemerov, G. G., Tugay, D. V., & Titarenko, I. G. (2013). Simulation of AC drives system comprising multilevel inverter. Electrotechnics and electromechanics, 2, 40-47.

19. Solarday. Modules and technology (n.d.). Retrieved from https://www.solarday.it/new/wp-content/uploads/2018/07/SOLARDAY_EN_SDM72-340-360.pdf.

20. Beshta, O., Kuvaiev, V., Mladetskyi, I., & Kuvaiev, M. (2020). Ulpa particle separation model in a spiral classifier. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (1), 31-35. https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-1/031.

21. Tugay, D., Kolontaievskyi, Y., Korneliuk, S., & Akymov, V. (2020). Comparison of the compensation quality for active power filter control techniques. 2020 IEEE KhPI Week on Advanced Technology, 236-241. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek51551.2020.9250092.

 

Наступні статті з поточного розділу:

Попередні статті з поточного розділу:

Відвідувачі

4523503
Сьогодні
За місяць
Всього
366
59276
4523503

Гостьова книга

Якщо у вас є питання, побажання або пропозиції, ви можете написати їх у нашій «Гостьовій книзі»

Реєстраційні дані

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зареєстровано у Міністерстві юстиції України.
Реєстраційний номер КВ № 17742-6592ПР від 27.04.2011.

Контакти

49005, м. Дніпро, пр. Д. Яворницького, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Ви тут: Головна