对微电网单相多层管柱多电平逆变器的应用程序

饶博士罗摩P.V.V.¹,S.VEERABABU²,N。SARATH钱德拉³

教授和头部,EEE,先生毗瑟奴的工程学院对于女性来说,Bhimavaram,印度
助理教授,EEE,先生毗瑟奴的工程学院对于女性来说,Bhimavaram,印度

文摘

摘要提出了一种单相微电网应用多层管柱多电平逆变器。多电平拓扑包含几个H-bridges串联连接,每一个连接到一个字符串。提出的多管多电平逆变器只需要6个开关而传统级联h桥多电平逆变器需要八开关。多层管柱逆变器拓扑提供了优势输出波形质量,与小LC滤波器尺寸,降低总谐波失真(THD)和减少电磁干扰(EMI)。结果之间的比较有和没有脉冲宽度调制(PWM)技术对多层管柱级联h桥逆变器和多层管柱在MATLAB / Simulink环境中多电平逆变器。

关键字

多管多级逆变器、多管级联h桥逆变器PWM, THD,切换损失。

介绍

微电网是一个小规模的供电网络,旨在提供一个小社区。可再生能源和非再生能源可用于微电网。多管多级逆变器是用来获得正弦输出电压,降低总谐波失真通过使用较少数量的开关。在当前的场景中,分布式能源(DER)基于单相逆变器通常是采用微电网系统。为了减少转换损失,关键是要节约成本和大小通过移除任何类型的变压器以及减少电力设备[1]。微型电网的开发利用自然资源,如光伏电池和风力发电系统等,和已经被用作备用发电系统停机。各种逆变器技术开发光伏(PV)模块连接到一个单相电网发电供应某一局域[2]。微电网有较大的功率容量和能够提供一个协调整合网络中分布式发电单元中占有的比重越来越大。微电网发展是未来电网系统,给环境和经济效益相比,现代电力系统[3]的扩张。微电网变得更加普遍和不断扩大电力需求的一个有前途的解决方案,尤其是在贫穷的地方服务存在的传统电力系统[4]。 Multilevel inverter topology came into limelight because it can be easier to produce a required high-power, high-voltage inverter with the multilevel structures with less switching devices having low switching frequency for each switch [5]. Various topologies for multilevel inverters have been proposed in the literature. Common ones are diode-clamped, flying capacitor or multi-cell, cascaded H-bridge, and modified H-bridge multilevel [6–11]. Cascaded multilevel inverters synthesize a medium-voltage output by a series connection of power cells which use standard low-voltage component configurations. This feature gives benefit of high-quality output voltages and input currents and also outstanding availability due to their intrinsic component redundancy. Due to these features, the cascaded multilevel inverter has become a prominent alternative in the medium-voltage inverter market [12]. The modular structure of cascaded multilevel inverters simplifies the hardware implementation rather complex and also the maintenance/ operation is easier than conventional old type multilevel converters. Infact the multilevel inverters are now attractive solution in the medium-voltage and high power applications.

本文提出了多级h桥级联逆变器的仿真结果的比较以及微电网的多管多电平逆变器应用程序,而不使用MATLAB / Simulink和PWM控制方案的工具。

多管多级逆变器

多管多电平逆变器的微型智能电网"应用程序的框图见图1。多层管柱逆变器允许分布式能源资源(DER)在使用相同的系统在电力生产——没有损失。这允许等各级PV模块具有不同操作特征是其最大功率范围内操作,燃料电池模块等。这样不仅可以节省空间,但是它也节省安装成本。有两种类型逆变器今天用于微型智能电网"应用程序:一个中心“字符串”逆变器或多个小型逆变器“微”。许多独立是相对的新实时应用程序,尽管他们更高的成本高达30%(超过一个中央逆变器)他们的支持率一直迅速增长。

脉宽调制控制

有两种基本方法用于生成多级逆变器的PWM信号。最受欢迎的为逆变器PWM技术是相移载波PWM和水平转移载波PWM分别图2和图3所示。

一般来说,多电平逆变器与m电压水平需要(m - 1)三角形的运营商。在多载波调制转移的阶段,所有的三角航空公司有相同的频率和振幅相同的峰,但他们之间的不同相移2相邻载波,给出的。调制信号通常是与幅值和频率可调的三相正弦波,这里每个三角载波的相位偏移是900。图3显示了水平改变载波脉冲宽度调制。m-level级联h桥逆变器使用水平移位调制要求(m - 1)三角航空公司,都有相同的频率和振幅。载波调制转移水平,所有的三角航空公司有相同的频率和振幅相同的峰。调制信号通常是一个三相正弦波振幅和频率可调。最后,我们可以得到水平转移载体电波的水平。

结果与讨论

为了验证控制策略的有效性和调制方法,同时补偿谐波使用PD技术所使用的仿真软件MATLAB / Simulink仿真。单相多层管柱的模拟级联h桥逆变器没有和PWM技术是在MATLAB / Simulink环境中进行。模型图单相多层管柱级联h桥逆变器的pwm技术是显示在图4。图5显示仿真结果的单相多层管柱级联h桥逆变器PWM。

图7显示了单相多层管柱的模拟级联h桥逆变器PWM。图7显示了单相多层管柱级联h桥的仿真结果与PWM逆变器。

FFT分析单相多层管柱多电平逆变器的pwm技术fig.8所示。FFT分析单相多层管柱多电平逆变器的PWM技术fig.9所示。单相多层管柱螺纹的多电平逆变器无PWM fig.8几乎已观察到28.45%而PWM的拉力是2.18%。

结论

摘要五水平多管级联h桥使用仿真软件模拟和多管多电平逆变器电路。多层管柱的官级联h桥逆变器和多层管柱多电平逆变器更减少了应用PWM技术,因此系统的稳定性保持稳定。切换损失减少,减少的数量相比,多电平逆变器开关级联h桥逆变器。

虽然性能和多管多电平逆变器的开关损失是有吸引力,未来有望为可靠和成本有效的多管逆变器,符合实际情况。

确认

我们感谢我们的管理和主要的广泛支持开展我们的研究在大学工作。

引用

Yi-Hung廖和清明节赖”,新建简化单相多管多电平逆变器拓扑结构对分布式能源、“IEEE电力电子,26卷,9号,第2392 - 2386页,2011年9月。
S.B.·卡亚尔:彼得森J.K.和f . Blaabjerg回顾单相对光伏发电逆变器模块,“IEEE事务工业应用中,41卷,5号,第1306 - 1292页,Sep. / 10月。2005年。
Vandoorn T.L.,Meersman B。,De Kooning J.D.M., Vandevelde L., “Transition From Islanded to Grid-Connected Mode of Microgrids With Voltage-Based Droop Control”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 28, No. 3, PP. 2545-2553, August 2013.
米勒R.J.齐米。S。,Lehtonen, M. and Saarijarvi E., “Impact of MV Connected Microgrids on MV Distribution Planning,” IEEE Transactions on Smar Grid, Vol. 3, No. 4, PP. 2100–2108, Dec. 2012.
c·t·潘,c . m .赖和m . c . Cheng”小说为分布式能源资源高升压比逆变器(单),“在Proc, IEEE Int。电力电子。相依,2010年,页1433 - 1437。
j·罗德里格斯,贝内,吴,j . o . Pontt和s . Kouro“多级voltage-source-converter拓扑工业中压驱动器,IEEE工业电子、54卷,6号,第2945 - 2930页,2007年12月。
j·罗德里格斯,j·s·赖和f . z .彭“多级逆变器:surveyof拓扑、控制和应用,“IEEE工业电子、49卷,4号,第738 - 724页,2002年8月。
m . m . Renge和h . m . Suryawanshi”五级二极管夹逆变器来消除共模电压和减少媒介dv / dt额定电压感应电动机驱动器,“IEEE电力电子,23卷,4号,第1160 - 1598页,2008年7月。