ĐIỀU KHIỂN DỰ BÁO DỰA TRÊN MÔ HÌNH CHO BỘ NGHỊCH LƯU BA PHA 3-BẬC DẠNG T KẾT NỐI LƯỚI SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
DOI:
https://doi.org/10.62985/j.huit_ojs.vol26.no3.441Từ khóa:
3-bậc dạng T, cân bằng điện áp tụ, điều khiển dự báo, giải thuật P&O (Perturbation & Observation)Tóm tắt
Bài báo này trình bày kỹ thuật điều khiển dự báo dựa trên mô hình cho bộ biến tần 3-pha 3-bậc dạng T kết nối lưới cho hệ thống pin năng lượng mặt trời. Đầu tiên, giai đoạn chuyển đổi DC-DC sử dụng kỹ thuật dò tìm điểm công suất cực đại được trình bày. Tiếp đến, phương pháp điều khiển dự báo dựa trên mô hình với mục tiêu bám theo dòng điện đặt và cân bằng điện áp trên các tụ được giới thiệu. Trong chiến lược điều khiển này, dòng điện tham chiếu được lấy từ dòng điện tác dụng và dòng điện phản kháng qua phép biến đổi từ hệ trục dq sang αβ. Hiệu quả của phương pháp điều khiển được chứng minh thông qua các mô phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink. Công suất phát lên lưới được duy trì ổn định ứng với điểm công suất cực đại của mảng PV, với hệ số công suất bằng 1 trong các điều kiện bức xạ nhiệt khác nhau. Đáp ứng dòng điện lưới nhanh chóng đạt xác lập tại giá trị tham chiếu. Điện áp trên các tụ điện được duy trì ở trạng thái cân bằng tốt.
Tài liệu tham khảo
[1] K. Ostad-Ali-Askari, R. Su, and L. Liu, “Water resources and climate change,” Journal of Water and Climate Change, vol. 9, no. 2, pp. 239–251, 2018, doi: https://doi.org/10.2166/wcc.2018.999
[2] K. Ostad-Ali-Askari, H. G. Kharazi, M. Shayannejad, and M. J. Zareian, “Effect of management strategies on reducing negative impacts of climate change on water resources of the Isfahan-Borkhar aquifer using MODFLOW,” River Research and Applications, vol. 35, no. 6, pp. 611–631, 2019, doi: https://doi.org/10.1002/rra.3463
[3] K. Ostad-Ali-Askari, H. G. Kharazi, M. Shayannejad, and M. J. Zareian, “Effect of climate change on precipitation patterns in an arid region using GCM models: Case study of Isfahan-Borkhar Plain,” Natural Hazards Review, vol. 21, no. 2, Art. no. 04020006, 2020, doi: https://doi.org/10.1061/(ASCE)NH.1527-6996.0000367
[4] T. Esram and P. L. Chapman, “Comparison of photovoltaic array maximum power point tracking techniques,” IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 22, no. 2, pp. 439–449, 2007, doi: https://doi.org/10.1109/TEC.2006.874230
[5] A. S. A. Nafeh, F. H. Fahmy, O. A. Mahgoub, and E. M. A. El-Zahab, “Developed algorithm of maximum power tracking for stand-alone photovoltaic system,” Energy Sources, vol. 20, no. 1, pp. 45–53, 1998, doi: https://doi.org/10.1080/00908319808970042
[6] J. Rodriguez, S. Bernet, B. Wu, J. O. Pontt, and S. Kouro, “Multilevel voltage-source-converter topologies for industrial medium-voltage drives,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 54, no. 6, pp. 2930–2945, 2007, doi: https://doi.org/10.1109/TIE.2007.907044
[7] L. G. Franquelo, J. Rodriguez, J. I. Leon, S. Kouro, R. Portillo, and M. A. M. Prats, “The age of multilevel converters arrives,” IEEE Industrial Electronics Magazine, vol. 2, no. 2, pp. 28–39, 2008, doi: https://doi.org/10.1109/MIE.2008.923519
[8] J. S. Lee and K. B. Lee, “Open-switch fault tolerance control for a three-level NPC/T-type rectifier in wind turbine systems,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 62, no. 2, pp. 1012–1021, 2015, doi: https://doi.org/10.1109/TIE.2014.2347912
[9] A. Nabae, I. Takahashi, and H. Akagi, “A new neutral-point-clamped PWM inverter,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol. IA-17, no. 5, pp. 518–523, 1981, doi: https://doi.org/10.1109/TIA.1981.4503992
[10] M. Schweizer, I. Lizama, T. Friedli, and J. W. Kolar, “Comparison of the chip area usage of 2-level and 3-level voltage source converter topologies,” in Proc. IECON 2010—36th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, Glendale, AZ, USA, 2010, pp. 391–396, doi: https://doi.org/10.1109/IECON.2010.5674994
[11] M. Schweizer and J. W. Kolar, “Design and implementation of a highly efficient three-level T-type converter for low-voltage applications,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 28, no. 2, pp. 899–907, 2013, doi: https://doi.org/10.1109/TPEL.2012.2203151.
[12] M. Schweizer and J. W. Kolar, “High efficiency drive system with 3-level T-type inverter,” in Proc. 2011 14th European Conference on Power Electronics and Applications, Birmingham, U.K., 2011, pp. 1–10.
[13] F. Y. Gao, Q. Du, Y. Qiao, and G. D. Qiang, “Decoupling control strategy with inverter-side current feedback for LCL-type three-phase PV grid-connected inverter,” Power System Protection and Control, vol. 46, no. 9, pp. 122–128, 2018, doi: https://doi.org/10.7667/PSPC170656
[14] M. Elkayam and A. Kuperman, “Optimized design of multiresonant AC current regulators for single-phase grid-connected photovoltaic inverters,” IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 9, no. 6, pp. 1815–1818, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2019.2937386
[15] C. E. García, D. M. Prett, and M. Morari, “Model predictive control: Theory and practice—A survey,” Automatica, vol. 25, no. 3, pp. 335–348, 1989, doi: https://doi.org/10.1016/0005-1098(89)90002-2
[16] J. Holtz and S. Stadtfeld, “A predictive controller for the stator current vector of AC machines fed from a switched voltage source,” in Proc. International Power Electronics Conference, Tokyo, Japan, vol. 2, 1983, pp. 1665–1675.
[17] A. K. Eedara, C. S. Koritala, and S. R. Rayapudi, “Modified model predictive control of back-to-back T-type NPC converter interfacing wind turbine-driven PMSG and electric grid,” Arabian Journal for Science and Engineering, vol. 44, no. 8, pp. 7047–7065, 2019, doi: https://doi.org/10.1007/s13369-019-03775-0
[18] M. Malinowski, M. P. Kazmierkowski, and A. M. Trzynadlowski, “Review and comparative study of control techniques for three-phase PWM rectifiers,” Mathematics and Computers in Simulation, vol. 63, no. 3–5, pp. 349–361, 2003, doi: https://doi.org/10.1016/S0378-4754(03)00081-8
[19] F. Blaabjerg, R. Teodorescu, M. Liserre, and A. V. Timbus, “Overview of control and grid synchronization for distributed power generation systems,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 53, no. 5, pp. 1398–1409, 2006, doi: https://doi.org/10.1109/TIE.2006.881997.
[20] R. Kadri, J.-P. Gaubert, and G. Champenois, “An improved maximum power point tracking for photovoltaic grid-connected inverter based on voltage-oriented control,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 58, no. 1, pp. 66–75, 2011, doi: https://doi.org/10.1109/TIE.2010.2044733
[21] P. T. X. Hoa, T. V. Hai, and X. N. Doan, “Giải thuật điều khiển dự báo nhanh cho bộ nghịch lưu 3-bậc dạng T nhằm giảm điện áp common-mode và cân bằng điện áp tụ,” HUIT Journal of Science, vol. 24, no. 3, pp. 122–137, 2024, doi: 10.62985/j.huit_ojs.vol24.no3.94
