Questo documento propone una nuova configurazione di un doppio UPQC alimentato da un doppio sistema fotovoltaico (PV), da ora in poi denominato 2UPQC-2PV, per migliorare le prestazioni della qualità dell'energia in un sistema di distribuzione monofase a 220 V/50 Hz. La configurazione 2UPQC-2PV è proposta per prevedere la possibile guastata di entrambi gli inverter in uno dei circuiti UPQC. L'array PV sostituisce il condensatore del collegamento DC per mantenere costante la tensione collegata al collegamento DC dell'UPQC, fornendo contemporaneamente potenza attiva al carico durante un'interruzione di tensione. Il metodo duale-fuzzy Sugeno (dual-FS) viene utilizzato per superare la debolezza del controllo duale-proporzionale-integrale (dual-PI) nella determinazione dei parametri ottimali delle costanti proporzionali e integrali.
1.Introduzione
Molti articoli hanno discusso l'implementazione di circuiti duali UPQC e controlli per migliorare la qualità dell'energia di fornitura e carico della rete di distribuzione a bassa tensione. La teoria di sincronizzazione di riferimento sinusoidale è stata utilizzata per costruire un approccio di controllo UPQC semplice nel quadro di riferimento ABC, mentre in altri studi, due controlli distinti sono stati confrontati per produrre un segnale di modulazione di larghezza di impulso (PWM) utilizzando i quadri di riferimento α−β e d-q, rispettivamente. Sono già state effettuate simulazioni e prove in laboratorio per confrontare le prestazioni operative di un singolo UPQC e di un doppio UPQC in un sistema trifase a tre fili (3P3W) sotto falti statici e dinamici, nonché per fornire ulteriori regolazioni alla tensione della rete. Secondo i dati di simulazione e sperimentali, il doppio UPQC è stato in grado di produrre prestazioni statiche e dinamiche superiori rispetto a un singolo UPQC.
2.Metodo di Ricerca
In questo studio, il circuito monofase Se-AF è composto da quattro interruttori MOSFET (MO1, MO2, MO3 e MO4) che iniettano una tensione compensativa sulla linea del carico quando si verifica un calo o un aumento di tensione sulla linea di alimentazione. Il circuito monofase Sh-AF è composto da quattro interruttori IGBT (IG1, IG2, IG3 e IG4) che iniettano una corrente di compensazione armonica sulla linea di alimentazione a causa della presenza di un carico non lineare (NL). Nel modello proposto, il NL è un rettificatore a ponte completo con diodi (D1, D2, D3 e D4) connessi a un carico DC RL.
I due dispositivi elettronici di potenza proposti sono l'array 1UPQC-1PV e gli array 2UPQC-2PV. Per superare i limiti del sistema 1UPQC-1PV e mantenere la magnitudine della tensione del carico, riducendo contemporaneamente l'THD della tensione del carico e fornendo una fornitura di potenza attiva più stabile alla linea del carico in caso di interruzione della tensione sulla linea di alimentazione, è proposto il sistema 2UPQC-2PV. A differenza di altri studi, il circuito UPQC proposto non include un condensatore di collegamento DC.
3.Risultati e Discussione
Utilizzando Matlab Simulink, ogni combinazione di modelli viene eseguita secondo il caso proposto per ottenere le forme d'onda della tensione di alimentazione (VS), della tensione in serie (VSE), della tensione del carico (VL), della corrente di alimentazione (IS), della corrente shunt (ISH) e della corrente del carico (IL). In base alle forme d'onda, vengono ottenute le loro magnitudini e i THD corrispondenti. La misurazione della magnitudine della tensione, della corrente nominale e dei valori THD in ciascuna combinazione UPQC-PV è stata effettuata in 3 cicli tra 0,22 s-0,28 s. Il processo successivo esegue simulazioni su un numero di casi proposti per ottenere curve e determinare i valori di tensione PV (VPV), corrente PV (IPV) e potenza PV (PPV), e il loro contributo ai cambiamenti del potenza attiva del carico (PL), che vengono effettuati in un ciclo a 0,25 s. Il valore della potenza PV viene misurato dopo il circuito di conversione DC-DC boost, quindi il suo valore è lo stesso della potenza del collegamento DC poiché il circuito UPQC non utilizza condensatori.
4.Conclusione
La configurazione 2UPQC-2PV per migliorare le prestazioni della qualità dell'energia in un sistema di distribuzione monofase a 220 V / 50 Hz è stata implementata insieme alla configurazione 1UPQC-1PV. La configurazione 2UPQC-2PV è proposta per prevedere la guastata degli inverter in uno dei circuiti UPQC. Il modello proposto non utilizza un condensatore di collegamento DC, il cui ruolo è sostituito da un generatore PV per mantenere costante la tensione DC dell'UPQC, fornendo contemporaneamente potenza al carico durante le interruzioni. Il metodo duale-FS è utilizzato per superare la debolezza del controllo duale-PI nella determinazione dei parametri ottimali delle costanti proporzionali e integrali. Sono state effettuate simulazioni di disturbo per le configurazioni 2UPQC-2PV e 1UPQC-1PV utilizzando controlli dual-FS e dual-PI, e tre casi, ovvero Caso 1 (S-Sag-NL), Caso 2 (S-Swell-NL), Caso 3 (S-Inter-NL).
Fonte: IEEE Xplore
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