Fotovoltaik Sistemler için Üç Fazlı Evirici Tasarımı ve Kontrolü

Yıl 2021, Cilt: 9 Sayı: 1, 453 - 466, 31.01.2021

Naki Güler Samet Biricik

https://doi.org/10.29130/dubited.692055

Öz

Bu çalışmada, fotovoltaik (PV) sistemler için hem şebeke bağlantılı hem de ada durumda güç akışını sağlayabilen bir eviricinin tasarımı ve kontrolü sunulmuştur. Şebekede kesinti olması durumunda, önerilen güç ve kontrol yapısı güneş panellerinden dâhili yüklere güç akışı sağlamaktadır. Böylece, ışınlama süresi boyunca, kesintilerin yükler üzerindeki etkisi azaltılmış ve PV’de üretilen güç maksimum seviyede kullanılmıştır. Ayrıca, PV panellerden maksimum seviyede güç transferi için Maksimum Güç Noktası Takip (MPPT) algoritması kullanılmıştır. MPPT algoritması evirici için bir referans akım üretecek biçimde uyarlanmıştır. Şebeke kesintisi durumunda sistem gerilim kontrollü olarak çalışmaktadır ve referans akım yük gerilimi ile nominal gerilim arasındaki hataya bağlı olarak bir çıkış üreten PI kontrolör tarafından belirlenmektedir. Önerilen sistem, MATLAB/Simulink ortamında modellenmiş ve doğrulanmıştır. Sonuçlar, önerilen sistemin her iki çalışma durumunda da güç akışını başarıyla sağladığını göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Evirici, Model Öngörülü Kontrol, Maksimum Güç Noktası Takibi

Kaynakça

• [1] F. Evran, “Grid Connected Inverter,” Düzce Univ. J. Sci. Technol., vol. 6, pp. 1420–1429, 2018.
• [2] N. Güler and E. Irmak, “MPPT Based Model Predictive Control of Grid Connected Inverter for PV Systems,” in 2019 8th International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA), pp. 982-986, 2019.
• [3] E. Kabalci, Y. Kabalci, R. Canbaz, and G. Gokkus, “Single phase multilevel string inverter for solar applications,” 2015 Int. Conf. Renew. Energy Res. Appl. ICRERA 2015, pp. 109–114, 2015.
• [4] Y. Kabalci, E. Kabalci, R. Canbaz, and A. Calpbinici, “Design and implementation of a solar plant and irrigation system with remote monitoring and remote control infrastructures,” Sol. Energy, vol. 139, pp. 506–517, 2016.
• [5] Ş. Özdemir, Doktora Tezi, “Yenilenebilir Enerji Kaynakları İçin Tek Aşamalı Mppt Denetimli Çok Seviyeli Eviricinin Gerçekleştirilmesi,” Gazi Üniversitesi Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013.
• [6] D. Haji and N. Genc, “Fuzzy and PO Based MPPT Controllers under Different Conditions,” 7th Int. IEEE Conf. Renew. Energy Res. Appl. ICRERA 2018, vol. 5, pp. 649–655, 2018.
• [7] E. Kurak, V. Erdemir, ve B. Dursun, “PV Sistemin İçin Maksimum Güç Noktası İzleyicisi Tasarımı ve Uygulaması,” Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknol. Derg., c. 4, , ss. 293–304, 2016.
• [8] E. Irmak and N. Güler, “Application of a high efficient voltage regulation system with MPPT algorithm,” Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 44, no. 1, pp. 703-712, 2013.
• [9] E. Irmak and N. Güler, “A model predictive control-based hybrid MPPT method for boost converters,” Int. J. Electron., vol. 107, no. 1, pp. 1–16, 2020.
• [10] N. Ozturk, R. Canbaz, and E. Celik, “Constant voltage constant frequency control for single phase three level inverter,” 2012 Int. Conf. Renew. Energy Res. Appl., pp. 1-5, 2012.
• [11] H. Komurcugil and S. Biricik, “Time-Varying and Constant Switching Frequency-Based Sliding-Mode Control Methods for Transformerless DVR Employing Half-Bridge VSI,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 64, no. 4, pp. 2570–2579, 2017.
• [12] N. Altin, S. Ozdemir, H. Komurcugil, and I. Sefa, “Sliding-Mode Control in Natural Frame with Reduced Number of Sensors for Three-Phase Grid-Tied LCL-Interfaced Inverters,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 66, no. 4, pp. 2903–2913, 2019.
• [13] H. Komurcugil, S. Bayhan, F. Bagheri, O. Kukrer, and H. Abu-Rub, “Model-Based Current Control for Single-Phase Grid-Tied Quasi-Z-Source Inverters with Virtual Time Constant,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 65, no. 10, pp. 8277–8286, 2018.
• [14] H. Komurcugil and S. Bayhan, “Sliding Mode Control Strategy for Three-Phase Three-Level T-Type PWM Rectifiers with Capacitor Voltage Imbalance Compensation,” IECON 2019 - 45th Annu. Conf. IEEE Ind. Electron. Soc., vol. 1, pp. 3571–3576, 2019.
• [15] TEDAŞ, “Lisanssız Elektrik Üretim Yönetmeliği Kapsamında 10kW ve Altı Çatı ve Cephe Uygulamalı Güneş Elektrik Üretim Tesisleri için Tip Proje ve Ekleri,” 2018.
• [16] C. Andrus, “Understanding IEEE 1159 Definitions”, Power Monitors Inc., 2016.
• [17] H. Markiewicz and A. Klajn, “Voltage Disturbances,”, Standard EN 50160-Voltage Characteristics of Public Distribution Systems, Wroclaw Univ. of Tech., 2004.
• [18] M. Ben Said-Romdhane, M. W. Naouar, I. S. Belkhodja, and E. Monmasson, “An improved LCL filter design in order to ensure stability without damping and despite large grid impedance variations,” Energies, vol. 10, no. 3, 2017.
• [19] N. Güler ve E. Irmak, “Nötr Kenetlemeli Eviriciler için Çok Giriş – Çok Çıkışlı DA-DA Çevirici Tasarımı ve Kontrolü,” Gazi Üniversitesi Fen Bilim. Derg. Part C Tasarım ve Teknol., c. 7, s. 1, ss. 49–62, 2019.
• [20] J. Rodriguez and P. Cortes, Predictive control of power converters and drives. Wiley, 2011.
• [21] IEEE Recommended Practice and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems," in IEEE Std 519-2014 (Revision of IEEE Std 519-1992) , vol., no., pp.1-29, 11 June 2014.