Wielopoziomowy falownik napięcia z poziomowaniem diodowym
(NPC) zasilany z wyodrębnionych alternatywnych źródeł energii,
pracujących przy różnych wartościach mocy maksymalnej (MPP)
W rozprawie doktorskiej podjęty został temat zastosowania trójpoziomowego falownika napięcia z poziomowaniem diodowym (NPC) do przekształcania energii elektrycznej pozyskiwanej z modułów fotowoltaicznych (PV). Współpracujący z trójfazową linią napięć przemiennych falownik, zasilany jest z dzielnika kondensatorowego, rozdzielającego linię napięcia stałego (DC) na dwie części. Do każdej z nich podłączone zostały niezależne przekształtniki prądu stałego DC-DC podwyższające napięcie, pozyskujące maksymalną wartość mocy chwilowej (MPP) z wejściowych łańcuchów modułów PV. Główne zagadnienie badawcze stanowi analiza potencjalnych przyczyn oraz skutków niezbalansowania napięć dzielnika kondensatorowego oraz opracowanie algorytmu ich równoważenia, bazującego na 7-segmentowej wektorowej metodzie modulacji szerokości impulsów (SVM). Ma ona na celu zapewnienie poprawnego działania trójfazowego falownika napięcia w sytuacji permanentnie występującej nierównowagi mocy źródeł PV. W pracy doktorskiej wyznaczono maksymalny, dopuszczalny poziom mocy niezrównoważenia, który może zostać skompensowany za pomocą opracowanej metody sterowania, w zależności od aktualnego punktu pracy falownika. Opracowane zagadnienia teoretyczne zostały zweryfikowane na podstawie badań symulacyjnych przeprowadzonych w środowisku MatlablSimulink. W ramach pracy doktorskiej, wykonano projekt oraz skonstruowano energoelektroniczny system przekształcania energii elektrycznej, umożliwiający przeprowadzenie badań laboratoryjnych, w celu praktycznej weryfikacji opracowanych zagadnień.Neutral Point Clamped Multilevel Inverter Fed by the Separated
Alternative Energy Sources Operated under Different Maximal
Power Point Values (MPP)
This doctoral thesis concerns the application of three-level neutral point clamped (NPC) voltage source inverter to electrical energy conversion of the photovoltaic (PV) power plant. The grid-connected 3-phase NPC inverter is supplied via the split link composed of the capacitive divider. It enables the use of two DC-buses independently which can be supplied by the separated boost-type DC-DC converters. They are used to generate the maximal power value (MPP) from each string of PV modules. The main research objective of this thesis is the analysis of DC-link voltage unbalance effect and development of dedicated balancing control algorithm based on the 7-segment space vector modulation method (SVM). The goal of proposed solution is proper operation of three-phase NPC inverter under permanent input PV power unbalance (|ΔPdc| > 0). In PHD dissertation the
maximal permissible level of input power unbalance was estimated which can be compensated by usage of developed NPC inverter modulation method as a function of instantaneous operation point. The listed issues were verified via simulation research performed in Maltab\Simulink software. The final goal presented in doctoral thesis was the design and construction of power- electronic electrical energy conversion system. It enables execution of the final laboratory tests and allows the practical verification of theoretical and simulation results.
