دانلود شبیه سازی مقاله اینورتر نیمه منبع Z برای سیستم های فتوولتائیکی تک فاز

پروژه متلب اینورتر در سیستم های PV

در سالهای اخیر، بخاطر بحران انرژی، مولدهای توان پراکنده انرژی تجدید پذیر (DG ها)، مانند توربین باد، پیل فتوولتائیک (PV)، پیل سوختی و ماژول های «تولید ترموالکتریکی» (TEG) بیش از پیش در کاربردهای صنعتی و مسکونی، محبوب شده اند. بسیاری از DG های انرژی تجدیدپذیر مانند پیل PV، پیل سوختی و ماژول TEG تنها می توانند ولتاژ مستقیم (dc) تولید کنند، بنابراین یک رابط اینورتری باید برای کاربردهای متصل به شبکه بکار گرفته شود. توپولوژی های اینورتری بسیاری پیشنهاد شده اند و اخیراً مورد بررسی قرار گرفته اند. براساس ایزولاسیون گالوانیک، این اینورترها را می توان به دو دسته تقسیم کرد: اینورترهای ایزوله و غیرایزوله. اینورترهای ایزوله معمولاً از یک فرکانس خط یا ترانسفورماتور فرکانس بالا برای ایزولاسیون الکتریکی استفاده می کنند. ترانسفورماتورهای فرکانس بالا، بخاطر ملاحظات اندازه، وزن و هزینه، معمولاً برای کاربردهای آینده مورد استفاده قرار می گیرند. برای توپولوژی های اینورتر که یک ترانسفورماتور فرکانس بالا دارند، چندین رویکرد پرطرفدار وجود دارد. اولین رویکرد، یک اینورتر باک-بوست ایزوله تک مرحله ای یا اینورتر flyback است. این رویکرد معمولاً از ادوات کلیدزنی کمتر استفاده می کند و قادر به حذف خازن های الکترولیتی با استفاده از فیلم کم-کاپاسیتانس ولتاژپایین یا خازن سرامیکی برای ذخیره انرژی می باشد. رویکرد دوم، یک رویکرد دو مرحله ای با یک مبدل dc-dc ایزوله شده در سطح اول و یک اینروتر تمام پل در سطح دوم است. یک مبدل dc-dc بهره بالای ولتاژ بازده زیاد با کلیدزنی نرم را می توان برای سطح یا مرحله اول طراحی نمود. مرحله اینورتر تمام پل دوم می تواند از کلیدهای فرکانس بالا با استراتژی «مدولاسیون پهنای پالس» (PWM) یا کلیدهای فرکانس خط فقط برای اهداف تبدیل ولتاژ براساس توپولوژی های مختلف، استفاده کند. رویکرد سوم نیز یک رویکرد دو مرحله ای با یک اینورتر dc-ac فرکانس بالا، یک ترانسفورماتور فرکانس بالا و یک مبدل ac-ac می باشد. توپولوژی های ایزوله شده ترانسفورماتور معمولاً بهره ولتاژ بالاتر و مزیت های ایمنی بیشتر دارند، اما نیاز به کلیدهای بیشتر با هزینه نسبتاً زیاد، پیچیدگی زیاد و بازده کم سیستم دارند.

روش کار:

در این پروژه، چندین اینورتر نیمه منبع Z غیرایزوله تک فاز تک مرحله ای، پیشنهاد می شوند. اینها بخصوص برای یک پانل PV در کاربرد متصل به شبکه ولتاژ پایین به عنوان یک میکرو اینورتر کم هزینه با ادوات کلیدزنی SiC فشار قوی، مناسب می باشند. با بکار گیری شبکه منبع Z یا منبع شبه Z، اینورترهای پیشنهادی قادر به بهره گیری فقط از دو دستگاه کلیدزنی اکتیو و فعال برای دستیابی به ولتاژ خروجی یکسان با اینورتر تمام پل سنتی، می باشند. متفاوت با اینورتر منبع Z تک فاز سنتی با یک وضعیت صفر shoot-through اضافه برای دستیابی به عملکرد بوست (یا تقویت کنندگی)، دو کلید اینورتر منبع نیمه Z به صورت مکمل همدیگر، کنترل می شوند. منبع ورودی dc و ولتاژ خروجی ac، در گراند یا زمین یکسانی اشتراک دارند و این امر به میزان موثری جریان نشتی تولید شده بوسیله پانل PV را حذف می کند. یک روش SPWM اصلاح شده نیز برای حل مسئله بهره ولتاژ غیرخطی اینورتر منبع نیمه Z، پیشنهاد شده است. توسعه های توپولوژی به این صورت خلاصه می شوند؛ بسیاری از فناوریهای اینورتر دیگر را می توان براساس ایده یکسانی استخراج کرد. یک نمونه اولیه اینورتر منبع نیمه Z تک فاز ساخته و تست شده است تا اعتبار مدال پیشنهادی تایید شود و ویژگی های ویژه آن اثبات شود. یک نمونه اولیه 200 وات با ولتاژ خروجی 110 ولت برای کاربرد فشار کم (ولتاژ پایین) متصل به شبکه نیز ساخته شده است و نتایج تجربی ارائه می گردند.

این شبیه سازی در محیط نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تعدادی از نتایج خروجی آن قرار داده شده است: