دانلود سمینار آماده اینورترهای چندسطحی مورد استفاده در سیستم‌های خورشیدی

چکیده

با توجه به افزایش روز‌افزون مصرف انرژی در جهان و کاهش منابع آب در جهان و همچنین کاهش ذخایر سوخت‌های فسیلی از یک سو و تشدید مشکل آلودگی هوا در جوامع شهری و صنعتی از سوی دیگر، نیاز به بهره گرفتن از منابع انرژی تجدید‌پذیر بیش از هر زمان حس می‌شود. از این رو اکثر محققین در زمینه‌های مختلف توجه خود را به طور جدی به بهره‌بری از این منابع برای تولید انرژی معطوف ساخته‌اند. یکی از مهم ترین کاربرد های این انرژی ها در سیستم های شیرین سازی می باشد. انرژی خورشیدی یکی از اصلی‌ترین این منابع بوده که توسط سیستم هایی موسوم به آرایه‌های فوتوولتائیک به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. ولتاژ خروجی این آرایه‌ها ولتاژ DC بوده که برای اتصال آن‌ها به مصرف کننده‌ نیازمند تبدیل آن به ولتاژ متناوب AC می‌باشیم. از این رو مبدل‌های DC به AC (اینورترها) از اجزای اصلی این‌سیستم‌ها می‌باشند.

 از میان انواع مختلف اینورتر‌ها، اینورتر‌های چندسطحی به دلیل مزایای قابل توجهشان، کاربرد بسیاری در زمینه‌های مختلف از جمله اتصال سیستم‌های فتوولتائیک به شبکه‌ی برق دارا می‌باشند. در این پروژه چندین ساختار نوین ارائه شده برای اینورتر‌های چند سطحی در سال‌های اخیر مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد و ضمن مقایسه‌ی آن‌ها با ساختار‌های قدیمی، مزایا و معایب و ویژگی‌های هرکدام را مرور خواهیم کرد.

کلمات کلیدی:  ایونرتر چندسطحی – سیستم‌های انرژی تجدید پذیر –  فوتوولتائیک

فهرست مطالب سمینار اینورتورهای چند سطحی

مقدمه

فصل اول: پل H توسعه یافته

۱-۱- مقدمه

۱-۲- ساختار پیشنهادی

۱-۳- الگوریتم پیشنهادی برای تعیین اندازه‌ی منابع ولتاژ DC

۱-۴- محاسبه‌ی تلفات

۱-۵- مقایسه‌ی ساختار پیشنهادی با ساختارهای مرسوم

۱-۶- شبیه‌سازی و نتایج آزمایشگاهی

۱-۷- جمع‌بندی

فصل دوم: ساختار دوم پیشنهادی

۲-۱- مقدمه

۲-۲- ساختار اینورتر چندسطحی پیشنهادی

۲-۲-۱- ساختار عمومی

۲-۲-۲- نحوه عملکرد

۲-۲-۳- روابط ریاضی

۲-۳- محاسبه‌ی تلفات

۲-۴- شبیه‌سازی و نتایج آزمایشگاهی

۲-۵- مقایسه با سایر ساختارها

۲-۵-۱- مقایسه‌ی کلی با ساختارهای کلاسیک

۲-۵-۲- مقایسه‌ی ساختار پیشنهادی با ساختار CHB

۲-۶- جمع‌بندی

فصل سوم: ساختار بر اساس سلول های SC

۳-۱- مقدمه

۳-۲- تحلیل مدار و حالت‌های اینورتر

۳-۲-۱- سطح ولتاژ خروجی صفر

۳-۲-۲- سطح ولتاژ خروجی

۳-۲-۳- سطح ولتاژ خروجی

۳-۲-۴- سطح ولتاژ خروجی

۳-۳- روش‌های مدولاسیون

۳-۴- ریپل ولتاژ و تلفات

۳-۴-۱- ریپل ولتاژ خازن‌ها

۳-۴-۲- تحلیل تلفات هدایتی

۳-۴-۳- تحلیل تلفات کلیدزنی و ولتاژ تحمیلی به کلیدها

۳-۵- مقایسه‌ی اینورتر با اینورترهای ارائه شده در [۹] و [۱۳]

۳-۶- نتایج آزمایشگاهی

۳-۶-۱- نتایج تست HFM

۳-۶-۲- نتایج تست FFM

۳-۶-۳- نتایج تست با فرکانس‌های خروجی مختلف

۳-۷- جمع‌بندی

فصل چهارم:ساختار دارای منابع نامتقارن

۴-۱- مقدمه

۴-۲- بلوک پایه ساختار پیشنهادی

۴-۲-۱- حالت متقارن

۴-۲-۲- حالت نامتقارن

۴-۳- اینورتر چندسطحی پیشنهادی در حالت کلی

۴-۳-۱- عملکرد در حالت متقارن

۴-۳-۲- عملکرد در حالت نامتقارن

۴-۳-۲-۱- روش اول تحلیل

۴-۳-۲-۲- روش دوم تحلیل

۴-۳-۲-۳- روش سوم تحلیل

۴-۴- تحلیل و مطالعه‌ی تلفات

۴-۴-۱- تلفات هدایتی

۴-۴-۲- تلفات کلیدزنی

۴-۵- محاسبه‌ی ولتاژ پیک معکوس (PIV)

۴-۶- مقایسه

۴-۷- نتایج آزمایشگاهی

۴-۷-۱- عملکرد متقارن

۴-۷-۲- عملکرد نامتقارن

۴-۷-۲-۱- نتایج از روش اول

۴-۷-۲-۲- نتایج از روش دوم

۴-۷-۲-۳- نتایج از روش سوم

۴-۸- جمع‌بندی

فصل پنجم:پل H توسعه یافته با اتصال آبشاری

۵-۱- مقدمه

۵-۲- ساختار پایه

۵-۳- مطالعه‌ی تلفات

۵-۳-۱- تلفات هدایتی

۵-۳-۲- تلفات کلیدزنی

۵-۴- ساختار کلی

۵-۵- ساختار‌های بهینه شده

۵-۵-۱- بهینه سازی برای حداکثر کردن تعداد سطوح ولتاژ با تعداد IGBT ثابت

۵-۵-۲- بهینه سازی برای حداکثر کردن تعداد سطوح ولتاژ با تعداد خازن ثابت

۵-۵-۳- بهینه سازی برای حداقل کردن تعداد IGBT با تعداد سطوح ولتاژ ثابت

۵-۵-۴- بهینه سازی برای حداقل کردن تعداد مدار فرمان گیت با تعداد سطوح ولتاژ ثابت

۵-۵-۵- بهینه سازی برای حداقل کردن ولتاژ تحمیلی به کلیدها با تعداد سطوح ولتاژ ثابت

۵-۶- مقایسه‌‌ با دیگر ساختارها

۵-۶-۱- مقایسه از نظر تعداد IGBT و دیودهای موازی معکوس

۵-۶-۲- مقایسه از نظر تعداد مدار فرمان گیت مورد نیاز

۵-۶-۳- مقایسه از نظر ولتاژ تحمیلی به کلیدها

۵-۷- نتایج شبیه‌سازی و تست آزمایشگاهی

۵-۷-۱- مبدل ۱۵ سطحی

۵-۷-۲- مبدل ۲۵ سطحی آبشاری

۵-۸- جمع‌بندی

نتیجه‌گیری