استفاده از یک مبدل جریانی چندسطحی برای انتقال انرژی های تجدیدپذیر به شبکه قدرت

در سال های اخیر تعداد منابع انرژی تجدیدپذیر که به شبکه قدرت متصل شده اند افزایش یافته است. منابع تجدیدپذیری چون سلول های خورشیدی و پیل سوختی نمی توانند بطور مستقیم به شبکه قدرت متصل شوند چون این منابع ماهیت جریان ثابت (-dc) داشته و یا فرکانس آنها برابر با فرکانس شبکه نمی باشد. به همین دلیل به یک واسط الکترونیک قدرتی (pei) نیاز است که معمولاً از یک مبدل (اینورتر) تشکیل شده است. با گسترش فن آوری ذخیره ساز های مغناطیسی ابررسانا (smes)، به عنوان یک عنصر ذخیره ساز انرژی با کارایی بالا، استفاده از مبدل های جریانی روز به روز در حال افزایش است. مبدل جریانی دارای ویژگی-هایی چون قابلیت تقویت ولتاژ، قابلیت حفاظت در برابر خطا و کنترل مستقیم جریان خروجی است. به علاوه عنصر ذخیره ساز یک مبدل جریانی، در مقایسه با مبدل ولتاژی، دارای طول عمر بیشتری است. مبدل های چند سطحی در سال های اخیر توجهات بسیاری را به خود جلب کرده اند. زیرا افزایش تعداد سطوح در یک ساختار معین، موج خروجی را به موج کامل سینوسی مشابه تر کرده و اعوجاج هارمونیکی کل (thd) و فرکانس کلیدزنی و در نتیجه تلفات را کاهش داده و موجب افزایش قابلیت انتقال توان می شود. در میان منابع انرژی تجدید پذیر، انرژی خورشیدی ثابت کرده که می توان گزینه مناسبی باشد، زیرا یک منبع انرژی تجدیدپذیر با مقدار زیاد را ایجاد می کند که گاز های سمی متصاعد نمی کند، ضایعات رادیو اکتیو ندارد و در عین حال قابلیت اطمینان بالایی دارد. این پایان نامه به بررسی یک سیستم انرژی خورشیدی می پردازد که به جای استفاده از مبدل های ولتاژ مرسوم با مدولاسیون پهنای پالس (pwm)، از یک مبدل جریانی چند سطحی جدید بهره می گیرد. این مدار جریان خروجی پنج سطحی به شبکه تزریق می کند و دارای مزایایی چون موج خروجی بهبود یافته، فیلتر خروجی با اندازه کوچکتر، واسط الکترومغناطیسی کمتر، اعوجاج هارمونیکی کل کمتر و ... می باشد. روش کنترل جریان هیسترزیس به کار رفته در این پایان نامه بر اساس تصحیح خطا های جریان خروجی از مقدار مرجع آن ها است که در هر مرحله دو خطا از سه خطا تصحیح می شوند. این روش دارای مزایایی چون پیاده سازی آسان و پایداری دینامیکی زیاد می باشد. در آخر، برای تایید عملکرد مبدل چند سطحی معرفی شده در این پایان نامه، نتایج شبیه سازی که در نرم افزار matlab/simulink انجام شده، آورده شده است.