Fotovoltaik (PV) entegrasyonlu rezonans dönüştürücü için çeşitli düzensiz darbe yoğunluk modülasyonu (PDM) kontrol dağılımı uzunluklarının karşılaştırılması

Yıl 2021, Cilt: 36 Sayı: 3, 1595 - 1612, 24.05.2021

Akif Karafil

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.685751

Cited By: 1

Öz

Bu çalışmada, tasarlanan 8, 16 ve 32’li düzensiz darbe yoğunluk modülasyon (PDM) dağılım kontrollü seri rezonans dönüştürücü ile fotovoltaik (PV) panellerinden elde edilen maksimum güç yüke aktarılmıştır. Çalışmada PDM dağılım uzunluklarının değişimine bağlı olarak sistemde meydana gelen değişiklikler analiz edilmiştir. Değişen PDM dağılım uzunlukları ile farklı güneş ışınım koşullarında rezonans frekansında maksimum güç noktası takibi (MPPT) yapılarak çıkış gücünün kontrol edilmesi sağlanmıştır. PV sistemin her güç noktasında faz kilitleme döngü (PLL) tekniği kullanılarak sıfır akım anahtarlama (ZCS) koşulları sağlanmıştır. Böylece rezonans frekansında uygun anahtarlama koşulları sürekli takip edilerek yumuşak anahtarlama gerçekleştirilmiştir. PV panellerdeki maksimum gücün takip edilebilmesi için artan iletkenlik (IC) algoritması kullanılmış ve yeni bir yöntem olan PDM kontrollü IC MPPT algoritması ile %99’un üzerinde takip verimliliği elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Rezonans dönüştürücü, PDM kontrol, maksimum güç noktası takibi, PLL kontrol

Kaynakça

• 1. Ozbay H., Karafil A., Onal Y., Kesler M., Parmaksiz, H., The monitoring of monthly, seasonal and yearly optimum tilt angles by raspberry pi card for Bilecik city, Turkey, Energy Procedia, 113, 311-318, 2017.
• 2. Li X., Wen H., Jiang L., et al. An improved mppt method for pv system with fast-converging speed and zero oscillation, IEEE Trans. Ind. Appl., 52 (6), 5051-5064, 2016.
• 3. Kollimalla S.K., Mishra M.K., A novel adaptive P&O MPPT algorithm considering sudden changes in the irradiance, IEEE Trans. Energy Convers., 29 (3), 602-610, 2014.
• 4. Yang Y., Wen H., Adaptive perturb and observe maximum power point tracking with current predictive and decoupled power control for grid-connected photovoltaic inverters, J. Mod. Power Syst. Clean Energy, 7 (2), 422-432, 2019.
• 5. Zakzouk N.E., Elsaharty M.A., Abdelsalam A.K., et al. Improved performance low-cost incremental conductance PV MPPT technique, IET Renewable Power Gener., 10 (4), 561-574, 2016.
• 6. Kumar N., Singh B., Panigrahi B.K., et al. Integration of solar PV with low-voltage weak grid system: using normalized Laplacian kernel adaptive Kalman filter and learning based InC algorithm, IEEE Trans. Power Electron., 34 (11), 10746-10758, 2019.
• 7. Killi M., Samanta S., Modified perturb and observe MPPT algorithm for drift avoidance in photovoltaic systems, IEEE Trans. Ind. Electron., 62 (9), 5549-5559, 2015.
• 8. Hassoin M.Z., Rahim N.A., Selvaraj J., Recent progress and development on power DC-DC converter topology, control, design and applications: A review, Renewable Sustainable Energy Rev., 81, 205-230, 2018.
• 9. Oncu S., Karafil A., Pulse density modulation controlled converter for PV systems, Int. J. Hydrogen Energy, 42 (28), 17823-17830, 2017.
• 10. Karafil A., Ozbay H., Oncu S., Design and analysis of single-phase grid-tied inverter with PDM MPPT-controlled converter, IEEE Trans. Power Electron., http://doi:10.1109/TPEL.2019.2944617, 2019.
• 11. Jabbari M., Farzanehfard H., Family of soft-switching resonant DC-DC converters, IET Power Electron., 2 (2), 113-124, 2009.
• 12. Emrani A., Adib E., Farzanehfard H., Single-switch soft-switched isolated DC–DC converter, IEEE Trans. Power Electron., 27 (4), 1952-1957, 2011.
• 13. Karafil A., Ozbay H., Oncu S., Power control of resonant converter MPPT by pulse density modulation, In: Proceedings of the 10th IEEE International Conference on Electrical and Electronics Engineering (ELECO), Bursa-Turkey, 360-364, 30 November-2 December, 2017.
• 14. Fujita H., Akagi H., Pulse-density-modulated power control of a 4 kW, 450 kHz voltage-source inverter for induction melting applications, IEEE Trans. Ind. Appl., 32 (2), 279-286, 1996.
• 15. Daryaei M., Ebrahimi M., Khajehoddin S.A., Alternative approach to analysis and design of series resonant converter at steady state, IEEE Trans. Ind. Electron., 66 (6), 4424-4435, 2019.
• 16. Ryu S.H., Kim D.H., Kim M.J., et al. Adjustable frequency–duty-cycle hybrid control strategy for full-bridge series resonant converters in electric vehicle chargers, IEEE Trans. Ind. Electron., 61 (10), 5354-5362, 2014.
• 17. Esteve V., Sanchis-Kilders E., Jordán J., et al. Improving the efficiency of IGBT series-resonant inverters using pulse density modulation, IEEE Trans. Ind. Electron., 58 (3), 979-987, 2011.
• 18. Namadmalan A., Universal tuning system for series-resonant induction heating applications, IEEE Trans. Ind. Electron., 64 (4), 2801-2808, 2016.
• 19. Nagarajan B., Sathi R.R., Phase locked loop based pulse density modulation scheme for the power control of induction heating applications, J. Power Electron., 15 (1), 65-77, 2015.
• 20. Öncü S., Sazak B.S., Power control of single switch inverter with deleting some control pulses, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture Gazi University, 21 (1), 123-127, 2006.
• 21. Sandali A., Cheriti A., Sicard P., Comparison of the various PDM control modes, In: IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT'04), Hammamet-Tunisia, 574-579, 8-10 December, 2014.
• 22. Leung H.Y., McCormick D., Budgett D.M., Hu A.P., Pulse density modulated control patterns for inductively powered implantable devices based on energy injection control, IET Power Electron., 6 (6), 1051-1057, 2013.