Dieses Papier schlägt eine neue Konfiguration eines dualen UPQC vorgeschlagen, das von einer dualen Photovoltaikanlage (PV) versorgt wird, im Folgenden als 2UPQC-2PV bezeichnet, um die Leistungsfähigkeit der Stromqualität eines einphasigen 220 V/50 Hz-Verteilungssystems zu verbessern. Die 2UPQC-2PV-Konfiguration wird vorgeschlagen, um den möglichen Ausfall beider Inverter in einem der UPQC-Schaltkreise vorzubeugen. Der PV-Generator ersetzt den DC-Link-Kondensator, um dessen Spannung konstant zu halten, während er gleichzeitig bei einer Spannungsunterbrechung aktive Leistung an die Last liefert. Die duale-fuzzy Sugeno (dual-FS)-Methode wird verwendet, um die Schwächen der dual-proportional-integral (dual-PI)-Steuerung bei der Bestimmung der optimalen Parameter für Proportional- und Integralkonstanten zu überwinden.
1. Einleitung
Viele Arbeiten haben die Bereitstellung von dualen UPQC-Schaltkreisen und -steuerungen zur Verbesserung der Stromqualität der Versorgung und Last des Niederspannungsverteilungsnetzes diskutiert. Die Theorie der Sinusförmigen Referenzsynchronisation wurde verwendet, um einen einfachen UPQC-Steueransatz im ABC-Referenzrahmen aufzubauen, während in anderen Arbeiten zwei unterschiedliche Steuerungen verglichen wurden, um mithilfe der α−β- und d-q-Referenzrahmen ein Pulsweitenmodulations (PWM)-Referenzsignal zu erzeugen. Es gab bereits Simulationen und Laborversuche, die die Betriebsleistung eines einzelnen UPQC und eines dualen UPQC in einem dreiphasigen dreidrahtigen (3P3W)-System unter statischen und dynamischen Fehlern sowie zusätzlicher Anpassung der Netzspannung verglichen. Laut Simulations- und experimentellen Daten konnte der doppelte UPQC bessere statische und dynamische Leistungen als der einzelne UPQC erzielen.
2. Forschungsmethode
In dieser Studie besteht der einphasige Se-AF-Schaltkreis aus vier MOSFET-Schaltern (MO1, MO2, MO3 und MO4), die eine kompensierende Spannung in den Lastbus einspeisen, wenn es auf dem Quellenbus zu einer Spannungsabnahme oder -steigerung kommt. Der einphasige Sh-AF-Schaltkreis besteht aus vier IGBT-Schaltern (IG1, IG2, IG3 und IG4), die harmonische Kompensationsströme in den Quellenbus einspeisen, aufgrund der Anwesenheit nichtlinearer Lasten (NL). Im vorgeschlagenen Modell ist die NL ein Vollbrückengleichrichter mit Dioden (D1, D2, D3 und D4), der an eine RL-Gleichstromlast angeschlossen ist.
Die beiden vorgeschlagenen leistungselektronischen Geräte sind die 1UPQC-1PV-Anordnung und die 2UPQC-2PV-Anordnungen. Um die Mängel des 1UPQC-1PV-Systems zu überwinden und die Größe der Lastspannung währenddessen zu stabilisieren, die THD der Lastspannung zu reduzieren und dem Lastbus bei einer Spannungsunterbrechung im Quellenbus eine stabilere aktive Leistungszufuhr zu bieten, wird das 2UPQC-2PV-System vorgeschlagen. Im Gegensatz zu anderen Studien enthält der vorgeschlagene UPQC-Schaltkreis keinen DC-Link-Kondensator.
3. Ergebnisse und Diskussion
Mit Matlab Simulink werden jede Modellkombination gemäß dem vorgeschlagenen Fall ausgeführt, um die Wellenformen der Quellspannung (VS), der Serienspannung (VSE), der Lastspannung (VL), der Quellstromstärke (IS), der Schuntstromstärke (ISH) und der Laststromstärke (IL) zu erhalten. Basierend auf den Wellenformen werden deren Größen und entsprechende THDs ermittelt. Die Messung der Spannungsgröße, der Nennstromstärke und der THD-Werte in jeder UPQC-PV-Kombination wurde in 3 Zyklen zwischen 0,22 s und 0,28 s durchgeführt. Der nächste Schritt führt Simulationen für eine Reihe vorgeschlagener Fälle durch, um Kurven zu erhalten und die Werte der PV-Spannung (VPV), der PV-Stromstärke (IPV) und der PV-Leistung (PPV) sowie ihren Beitrag zu Änderungen der Lastleistung (PL) zu bestimmen, die in einem Zyklus bei 0,25 s durchgeführt werden. Der Wert der PV-Leistung wird nach dem DC-DC-Boost-Wandler-Schaltkreis gemessen, sodass sein Wert identisch mit der DC-Link-Leistung ist, da der UPQC-Schaltkreis keine Kondensatoren verwendet.
4. Schlussfolgerung
Die 2UPQC-2PV-Konfiguration zur Verbesserung der Stromqualitätsleistung in einem einphasigen 220 V / 50 Hz-Verteilungssystem wurde zusammen mit der 1UPQC-1PV-Konfiguration implementiert. Die 2UPQC-2PV-Konfiguration wird vorgeschlagen, um den Ausfall der beiden Inverter in einem der UPQC-Schaltkreise vorzubeugen. Das vorgeschlagene Modell verwendet keinen DC-Link-Kondensator, dessen Rolle durch einen PV-Generator ersetzt wird, um die UPQC-DC-Spannung konstant zu halten, während gleichzeitig während Unterbrechungen Energie an die Last geliefert wird. Die duale-FS-Methode wird verwendet, um die Schwächen der dual-PI-Steuerung bei der Bestimmung der optimalen Parameter für Proportional- und Integralkonstanten zu überwinden. Störungssimulationen werden für die 2UPQC-2PV- und 1UPQC-1PV-Konfigurationen mit dual-FS- und dual-PI-Steuerungen durchgeführt, und drei Fälle, nämlich Fall 1 (S-Sag-NL), Fall 2 (S-Swell-NL), Fall 3 (S-Inter-NL).
Quelle: IEEE Xplore
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