تولید توان ثابت در سیستم‌های فتوولتائیک مبتنی بر اینورتر تمام‌پل آبشاری براساس ردیابی نقطه توان انعطاف‌پذیر

نیروگاه‌های فتوولتائیک به‌صورت سنتی برای تولید حداکثر انرژی الکتریکی از الگوریتم‌های ردیابی نقطه بیشینه توان (mppt) استفاده می‌کنند؛ با این حال، با افزایش نیروگاه‌های فتوولتائیک نصب‌شده به شبکه، اپراتورهای سیستم‌ قدرت با چالش‌های جدیدی مانند اضافه بار، اضافه ولتاژ و عملکرد در هنگام اختلال ولتاژ شبکه مواجه شده‌اند؛ درنتیجه، استانداردها و کدهای شبکه در جهت سیستم‌های فتوولتائیک کنترل‌پذیرتر و سازگارتر با شبکه به‌روز‌رسانی شده‌‌اند. برای ارائه عملکردهای مختلف پشتیبانی از شبکه، مانند پاسخ فرکانسی و پشتیبانی ولتاژ، الگوریتم کنترل تولید توان ثابت (cpg) توسط کدهای شبکه وضع شده است. به همین منظور، الگوریتم‌های mppt با الگوریتم‌های ردیابی نقطه توان انعطاف‌پذیر (fppt) جایگزین شده‌اند. این مقاله یک الگوریتم برای کنترل سیستم‌های فتوولتائیک مبتنی بر اینورتر تمام‌پل آبشاری (chb) چندسطحی برای دستیابی به کنترل تولید توان ثابت با روش fppt پیشنهاد می‌کند. مرجع توان مورد نیاز بین زیرماژول‌های مبدل chb با توجه به توان موجود هر زیرماژول به‌گونه‌ای توزیع می‌شود که تا حد امکان هر زیرماژول به یک اندازه بارگذاری شود. سپس برای تنظیم توان هر زیرماژول در مقدار مرجع آن از الگوریتم fppt با گام ولتاژ تطبیقی استفاده می‌شود. گام ولتاژ براساس شرایط مشاهده‌شده (حالت گذرا یا پایدار) به‌صورت تطبیقی محاسبه می‌شود تا عملکرد ردیابی دارای دینامیک سریع باشد. اثربخشی الگوریتم ارائه‌شده با شبیه‌سازی یک سیستم فتوولتائیک 500 کیلووات که مستقیماً به یک شبکه 4.7 کیلوولت متصل است، ارزیابی شده است.

constant power generation in cascaded h-bridge inverter-based photovoltaic systems based on flexible power point tracking

traditionally, photovoltaic power plants use maximum power point tracking (mppt) algorithms to produce maximum electrical energy. however, with the increase of grid-installed photovoltaic power plants, power system operators have faced new challenges such as overload, overvoltage, and proper performance during grid voltage disturbances. as a result, network standards and codes have been updated in the direction of photovoltaic systems that are more controllable and compatible with the network. to provide various grid support functions, such as frequency response and voltage support, the constant power generation (cpg) control algorithm is established by grid codes. for this purpose, mppt algorithms have been replaced by flexible power point tracking (fppt) algorithms. this paper proposes an algorithm to control photovoltaic systems based on a multi-level cascaded full-bridge (chb) inverter to achieve constant power generation control by the fppt method. the required power reference is distributed among the sub-modules of the chb converter according to the available power of each sub-module in such a way that, as much as possible, each sub-module is loaded equally. then, the fppt algorithm with an adaptive voltage step is used to set the power of each sub-module in its reference value. the voltage step is calculated adaptively based on the observed condition (transient or steady state) so that the tracking performance has fast dynamics. the effectiveness of the proposed algorithm is evaluated by simulating a 500-kw photovoltaic system directly connected to a 4.7 kv grid.