بررسي جريان نشتي در اينورترهاي بدون ترانسفورمر متصل به شبكه با قابليت افزايش ولتاژ براي سيستم‌هاي خورشيدي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

برق

كارشناسي ارشد

اينورترهاي سيستم‌هاي خورشيدي متصل به شبكه به دو دسته با ترانسفورمر و بدون ترانسفورمر، تقسيم‌ شده‌اند كه مبدل‌هاي بدون ترانسفورمر به دليل مزيت‌هايي نظير راندمان بالا، هزينه و وزن كمتر و پيچيدگي پايين، بيشتر موردتوجه قرارگرفته است. از مشكلات اصلي اين مبدل‌ها، وجود جريان نشتي به علت خازن پارازيتي بين پنل‌ها و زمين است كه سبب كاهش راندمان شده و مسائل ايمني را ايجاد مي‌كند. به اين منظور، تحقيقات گسترده‌اي در اين خصوص انجام‌شده و روش‌ها و ساختارهاي متنوع جهت ثابت نگه‌داشتن ولتاژ مد مشترك و حذف جريان نشتي در اينورترهاي بدون ترانسفورمر متصل به شبكه انجام‌شده است. همچنين با توجه به اينكه غالباً ولتاژ خروجي پنل‌هاي خورشيدي نسبت به ولتاژ شبكه پايين‌تر است و براي تزريق جريان به شبكه، ولتاژ بيشتري نسبت به ولتاژ شبكه نياز است، از مبدل‌هاي افزاينده ولتاژ استفاده مي‌شود،كه اين مبدل‌ها سبب افزايش پيچيدگي كنترل در سيستم‌هاي خورشيدي مي‌شوند. هدف از اين پايان‌نامه، ارزيابي ساختاري جهت كاهش پيچيدگي‌هاي كنترل در اينورترهاي خورشيدي در كنار حذف جريان نشتي از سيستم مي‌باشد. در اين راستا، ابتدا ساختارهاي مختلف اينورترهاي بدون ترانسفورمر تك فاز در حذف جريان نشتي بررسي و مزايا و معايب هريك از ساختارها مورد بحث قرار گرفته است. ساده‌ترين ساختار در حذف جريان نشتي، ساختار H5 مي‌باشد. به همين منظور جهت كاهش پيچيدگي‌هاي كنترل ناشي از مبدل‌هاي ولتاژ، ساختاري مبتني بر H5 با ادغام مبدل در اينورتر ارائه شده است تا پيچيدگي‌هاي اينورتر كاهش يابد. همچنين باتوجه به ساختار ارائه شده، در طرح پيشنهادي دوم به منظور كاهش استرس كليدها، تغيير ساختاري در اينورتر انجام شده است. باتوجه به كاهش استرس كليد، جريان نشتي از مدار حذف نخواهد شد. به همين جهت يك فيلتر EMI در ورودي اينورتر در نظر گرفته مي‌شود و با كوپل نمودن سلف‌هاي فيلتر با سلف مبدل پيشنهادي، مشكل جريان نشتي نيز برطرف مي‌شود. در آخر باهدف ايجاد كليد زني نرم، مدار اسنابر در اينورتر در نظر گرفته‌شده است. روش كارايي هريك از طرح‌هاي پيشنهادي در حذف جريان نشتي و ساير اهداف به‌صورت تئوري بررسي‌شده و مدهاي عملكردي مدار ارزيابي‌شده است. همچنين جهت صحت عملكرد و نتايج، شبيه‌سازي ساختارها در نرم‌افزار PSIM انجام مي‌شود. طرح پيشنهادي اول مبتني بر ادغام مبدل و اينورتر پياده‌سازي عملي و نتايج آن، راستي آزمايي مي‌شود.

216426

الكترونيك

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان

حسين فرزانه فرد

احمدرضا تابش، نسرين رضايي