طراحی کنترل‌کننده ولتاژ دیجیتال برای مبدل‌های تجدیدپذیر تکفاز متصل به شبکه

جداسازی توان سمت شبکه از توان ورودی یکی از مهمترین چالش‌های سیستم‌های تکفاز متصل به منابع تجدیدپذیر است. هدف اصلی در این سیستم‌ها کاهش ظرفیت خازن جداساز می‌باشد. اما کاهش ظرفیت خازن مشکلاتی از قبیل افزایش اعوجاج هارمونیکی کل جریان شبکه و همچنین نوسانات (فراجهش و فروجهش) ولتاژ خازن جداساز را ایجاد می‌کند. لذا استفاده از روش‌های کنترلی جهت بهینه‌سازی عملکرد این سیستم ‌ها ضروری خواهد بود. کنترل‌کننده ولتاژ وظیفه دارد ولتاژ خازن باس را تنظیم کرده، هارمونیک دوم شبکه را حذف و بده بستانی میان هزینه سیستم با دو پارامتر اعوجاج هارمونیکی کل و فراجهش برقرار نماید. در این مقاله یک فیلتر ناچ با رویکرد دیجیتال ارائه شده است که توانسته سرعت پاسخ گذرای سیستم را افزایش دهد و همچنین ریپل هارمونیکی را به خوبی از بین ببرد. روابط مربوط به ظرفیت خازن با اعوجاج هارمونیکی کل و فراجهش بطور کامل فراهم شده است. همچنین روابط ریاضی مربوط به طراحی فیلتر ناچ دیجیتال نیز آورده شده است. تمامی شبیه‌سازی‌ها در محیط سیمولینک متلب انجام شده است. سیستم مورد بررسی یک پنل خورشیدی 250 وات متصل به شبکه 220 ولت موثر 50 هرتز می‌باشد. میزان اعوجاج هارمونیکی کل جریان تزریقی به شبکه حدودا برابر 0/6 درصد بدست آمده است.

Design of a Digital Voltage Controller in Single-Phase Grid-Connected Renewable Converters

Power decoupling of pulsating grid side power from constant source side power is one of the paramount issues in single phasephase gridconnected renewable systems. The principal aim of such systems is the decrease of the capacitance of the decoupled capacitor. However, this causes some problems such as an increase in the total harmonic distortion (THD) of injected current to the grid and bus voltage fluctuations. By considering the aforementioned explanation, utilizing control strategies is critical to modify system performance. The voltage controller is responsible for adjusting the bus voltage, suppressing the secondorder harmonic, and providing a tradeoff between system cost and total harmonic distortion as well as bus voltage fluctuations. This paper presents a digital notch filter in order to improve the system transient response and remove the harmonic ripples. The relations between system cost, THD, and bus voltage fluctuations have been described completely. Moreover, the mathematical expressions of the proposed digital notch filter have been provided. The analyzed system is 250 W PV panel connected to a 220 V RMS, 50 HZ grid. The THD of injected current to the grid is approximately 0.6%.