Şebeke bağlantılı çok seviyeli inverterler için yeni bir modülasyon tekniğinin geliştirilmesi ve uygulanması
Improvement and implementation of a new modulation technique for grid connected multilevel converters
- Tez No: 505543
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ATİYE HÜLYA OBDAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 220
Özet
İki seviyeli dönüştürücüler, kolay kontrol edilebildikleri için güç elektroniği devrelerinde karşılaşılan en temel ve genellikle ilk tercih edilen dönüştürücü tipidir. Bu tip dönüştürücülerin oluşturduğu toplam harmonik bozulma (THD) değerini azaltmak için anahtarlama frekansını arttırmak gerekir. Bu durumda sistem verimi azalmaktadır. Şebeke bağlantılı bir sistemin THD değerini arttırmadan, verimini arttırmanın yolu, çok seviyeli dönüştürücülere geçiş yapmakla mümkün olmaktadır. Çok seviyeli dönüştürücülerin sağladığı bu avantaja karşılık kontrol edilmesi gereken güç elektroniği elemanlarının sayılarının fazlalaşması sistem karmaşıklığını arttırmaktadır. Buna ek olarak, nötr nokta dengesinin dikkate alınmaması durumunda, sistem güvenilirliğinin ortadan kalkması kaçınılmaz olmaktadır. Bu tez çalışmasında, geleneksel iki seviyeli uzay vektör modülasyonundan yararlanılarak, iki veya daha fazla seviyeli dönüştürücüler için genelleştirilmiş yeni bir uzay vektör modülasyonu hesap algoritmasının matematiksel yöntemi ortaya konulmuştur. Bu yöntemde; sistem kaynaklarının arttırılması gerekmemiş, çok seviyeli dönüştürücüye geçiş için sistem tasarımı yalınlaştırılması, iki seviyeli dönüştürücü tasarımı seviyesine çekilmesi ile sağlanmıştır. Yaygın olarak kullanılan iki seviyeli topolojilerin yerine, kontrol edilebilirliği daha karmaşık olmasından dolayı henüz tam olarak yaygınlaşmamış, üç veya daha fazla seviyeli dönüştürücülerin, uygulaması yalınlaştırılmış uzay vektör modülasyonu ile kolay kontrol edilebilirliğinin gösterilmesi amacıyla şebeke bağlantılı üç seviyeli dönüştürücü tasarımı ve uygulaması gerçeklenmiştir. Üç seviyeli dönüştürücü uygulamasından önce iki seviyeli dönüştürücü tasarımı yapılmış, böylece gerçeklenen üç seviyeli dönüştürücü ile aralarındaki donanımsal ve yazılımsal farklılıklar ortaya konmuştur. Donanımsal karşılaştırma yapıldığında; üç seviyeli dönüştürücü tasarımı için kullanılacak tasarım kaynaklarının, iki seviyeli dönüştürücü tasarımı için kullanılacak tasarım kaynaklarından fazla olmadığı görülmektedir. İki seviyeli dönüştürücü için geliştirilmiş yazılım bir anahtarlama periyodu (125 μs) içinde 88-90 μs kadar zaman harcamaktayken, üç seviyeli dönüştürücü için geliştirilmiş yazılım ise bir anahtarlama periyodu (125 μs) içinde 98-100 μs kadar zaman harcamaktadır. Görülmektedir ki, bu tez çalışmasında önerilmiş olan iki veya daha fazla seviyeli dönüştürücüler için genelleştirilmiş uzay vektör modülasyonu hesap algoritmasının uygulandığı yazılımın bir anahtarlama periyodu boyunca harcadığı süre, temel uzay vektör modülasyonu kullanılan iki seviyeli dönüştürücü kontrol yazılımı için harcanan süreden yalnızca 10 μs fazladır. Bu fazla gelen sürenin içine nötr nokta gerilimi dengesi için kullanılan algoritmanın harcadığı süre dahildir.
Özet (Çeviri)
Due to its nature of easier controllability, two level converters, which are the most basic type of converters in power electronics, are generally the first choice of use. In order to lower the THD generated by these converters, their switching frequency is increased. As a result, system efficiency decreases. By immigrating to multi-level converters, it is possible to increase the efficiency of a grid connected system without increasing THD. Despite the advantages introduced by these converters, system complexity is increased due to the fact that the number of power electronics elements to be controlled is increased. Additionally, provided that the neutral point balance is not considered, system reliability becomes degraded inevitably. In this thesis, mathematical method of a new generalized space vector modulation calculation algorithm is proposed for two or higher level converters by utilizing conventional two level space vector modulation. In this proposed method, system design simplification of a multi-level converter is achieved by making the design at the degree of a two level converter without increasing the utilization of system resources. To replace conventionally utilized two level topologies, a grid connected three level converter design and implementation has been realized in order to demonstrate the fact that with the application of simplified space vector modulation, even three or higher level converters that have not become widespread, due to their complex nature of controllability, could be controlled easily. Before the design of three level converter was realized, a two level converter had been built so that it could have been possible to illustrate hardware and software differences between the two level converter itself and the three level converter. When compared in terms of hardware structure, design resources that will be spent to realize a three level converter will not be more than that of a two level converter Software developed for the two level converter spends 88-90 μs during one switching period (125 μs) whilst software developed for the two level converter spends 98-100 μs during one switching period (125 μs). It is possible to see that the proposed new generalized space vector modulation calculation algorithm for two or higher level converters by utilizing conventional two level space vector modulation in this thesis spends only 10 μs more during one switching period when compared with the software developed for the two level converter with conventional space vector control scheme. The time spent for neutral point balancing algorithm is inclusive to the aforementioned time difference.
Benzer Tezler
- Design and implementation of three-level SiC interleaved boost converters for a grid connected multi-string PV inverter
Şebeke bağlantılı çoklu dizi FV eviriciler için üç seviyeli SiC faz kaydırmalı boost dönüştürücülerin tasarımı ve gerçekleştirilmesi
OGÜN ALTUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OZAN KEYSAN
- Güneş santrallerinin dağıtım şebekelerine etkileri ve Volt/Var/Demand kontrolü ile gerilim regülasyonunun sağlanması
The effects of solar power plants on the distribution networks and providing voltage regulation by Volt / Var / Demand control
FIRAT GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAMZA FEZA CARLAK
- Optimal design and research on multi objective control strategy for multilevel multifunctional inverter in large scale grid connected photovoltaic system
Büyük ölçekli şebeke bağlantılı fotovoltaik sistemlerde çok seviyeli çok fonksiyonlu evirgeç için çok amaçlı kontrol stratejisinin optimum tasarımı ve araştırılması
MOHAMMAD BARGHI LATRAN
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET TEKE
- Üç fazlı şebeke bağlantılı çok seviyeli evirici kullanarak aktif filtreleme yeteneğine sahip fotovoltaik sistemin tasarımı ve uygulanması
Design and application of photovoltaic system capable of active power filtering using three phase grid connected multilevel inverter
SERKAN SEZEN
Doktora
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN ÖZDEMİR
- Development of multi-level inverter for power quality enhancement
Güç kalitesini artırmak için çok seviyeli eviricinin geliştirilmesi
OMAR KANAAN NOORI ALBASRI
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGUN ERÇELEBİ