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
- Tez No: 832320
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OZAN KEYSAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
Dünya için sonsuz bir enerji kaynağı olan güneş enerjisinin popülaritesi son yıllarda artmıştır. Güneş hücrelerindeki gelişmeler, daha düşük maliyetlerle daha yüksek verim sağlamaktadır. Ayrıca güç elektroniğindeki gelişmeler de popülarliği arttırmıştır. Bu tezde, 20 kW gücünde üç seviyeli bir yükseltici dönüştürücünün tasarımı incelenmiştir. Tasarlanan dönüştürücü, fotovoltaik sistemlerde yeni trend olan 1500 V çok dizili inverterlerde kullanılmaktadır. Dönüştürücü tasarımı, güç dönüşüm verimliliği tüm koşullar için %99'dan yüksek olacak şekilde optimize edilmiştir. Tasarlanan dönüştürücü daha sonra gerçekleştirilmiş ve deneysel olarak doğrulanmıştır. Silisyum karbür yarıiletkenlerin yardımıyla 80 kHz anahtarlama frekansına ulaşılmıştır. Gerçekleştirilen prototip, en kötü durumda %99.2 verimlilikle 850 - 1300 V giriş gerilimini çıkışta 1300 V'a dönüştürebilmektedir. Kontrol algoritması maksimum güç noktası operasyonunu sağlama ve kapasitör yükleri aynı olmasa bile çıkış kapasitörlerini dengeleme amacıyla kullanılır. İkinci tasarım, sekiz paralel dönüştürücünün yerleştirildiği çok dizili çalışma için uygulanmıştır. Çok girişli, tek çıkışlı paralel dönüştürücüler için, geleneksel serpiştirme en iyi çalışmayı sağlamaz. Bu nedenle, kapasitör akımını en aza indirmek amacıyla en uygun serpiştirme faz açısını bulmak için yeni bir algoritma sunulmuştur. Önerilen algoritmanın kapasitör kayıplarını %20 oranında azalttığı, böylece kapasitörlerin ömrünü uzattığı ve tasarlanan dönüştürücüyü iyileştirdiği deneysel olarak gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
The popularity of solar power, which is an endless energy source for the world, increased in recent years. Developments in solar cells ensure higher efficiency at lower costs. Moreover, the advancements in power electronics also increased their popularity. In this thesis, the design of a 20 kW three-level boost converter is investigated. The designed converter is used for 1500 V multi-string photovoltaic inverters, which is the new trend in photovoltaic systems. The converter design is optimized so that the power conversion efficiency is higher than 99% for all conditions. The designed converter then implemented and verified experimentally. With the help of silicon carbide semiconductor devices, 80 kHz switching frequency is achieved. The implemented prototype is able to convert the input voltage of 850 - 1300 V to 1300 V at the output with the efficiency of 99.2% for worst case. The control algorithm provides maximum power point operation and balances the output capacitors even if the capacitor loads are not identical. The second design is implemented for multi-string operation where eight parallel converter is placed. For multi-input single output parallel converters, conventional interleaving does not result in the best operation. Hence, a novel algorithm is presented to find the optimum interleaving phase angle in order to minimize the capacitor current. Experimentally it is shown that proposed algorithm reduces the capacitor losses by 20% which extend the life-time of the capacitors and hence the designed converter.
Benzer Tezler
- All SiC traction converter for light rail transportation systems: Design methodology and development of a 500 - 900 VDC, 165 kVA prototype
Hafif raylı taşıma sistemleri için SiC çekiş konvertörü: Tasarım metodolojisi ve 500 - 900 VDC, 165 kVA prototipinin geliştirilmesi
DOĞAN YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUAMMER ERMİŞ
- Güç elektroniği ve motor sürücü devrelerinde verim artırma yöntemleri
Methods for increasing the efficiency of power electronics and motor drive circuits
AHMET BERKANT ECEVİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜVEN KÖMÜRGÖZ KIRIŞ
- LTE için geniş bantlı ve yüksek verimlilikli doherty güç yükselteç tasarımı
Başlık çevirisi yok
KAAN KOCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDEF KENT PINAR
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN ŞERİF SAVCI
- 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
MUSTAFA CEM ÖZKILIÇ
Doktora
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ATİYE HÜLYA OBDAN
- Uzay vektör darbe genişlik modülasyonu kullanan üç seviyeli H-köprü evirici tabanlı D-STATKOM'un tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of D-STATCOM based on three level H-bridge inverter using space vector pulse width modulation
ERKAN DENİZ
Doktora
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. SERVET TUNCER
YRD. DOÇ. DR. MUHSİN TUNAY GENÇOĞLU