اتصال یک اینورتر چندسطحی کلید-خازنی تک‌منبع به شبکۀ قدرت با قابلیت افزایندگی ولتاژ

در این مقاله به اتصال یک ساختار اینورتر چندسطحی تک‌فاز به یک شبکۀ قدرت پرداخته شده است. اینورتر منبع ولتاژ به‌کارگرفته‌شده، با استفاده از یک منبع تغذیۀ dc قابلیت تولید ولتاژ با دامنۀ شش برابر در ترمینال خروجی خود را دارد. کنترل جریان تزریقی به شبکه با استفاده از کنترل‌کنندۀ تشدیدی-تناسبی صورت می‌گیرد و با استفاده از کنترل حلقۀ فاز، از همگام بودن فاز و فرکانس ولتاژ خروجی با شبکۀ اطمینان حاصل می‌شود. عملکرد اینورتر متصل به شبکه به‌ازای تولید سیزده سطح ولتاژ در خروجی در شرایط بارگذاری مختلف در نرم‌افزار matlab شبیه‌سازی گردید و در نهایت، نتایج حاصل از آن، با نتایج حاصل از سنجش نمونۀ آزمایشگاهی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. دستیابی به بازدهی 9/96%و قابلیت خود متعادل‌سازی ولتاژ خازن‌ها، اینورتر مورد نظر را برای مصارف با منابع ولتاژ پایین، مناسب می‌نماید. افزون بر اعتبارسنجی رفتار اینورتر در حالت بهره‌برداری مستقل از شبکه برای تامین بار محلی، عملکرد آن در وضعیت اتصال به شبکه با مراجع جریان ثابت و متغیر مورد ارزیابی قرار گرفت. صحت عملکرد اینورتر در تمامی حالات بهره‌برداری، قابلیت استفاده از آن را در کاربردهای انرژی تجدیدپذیر و اتصال آن‌ها به شبکه میسر می‌سازد.

grid integration of a single-source switched-capacitor multilevel inverter with boosting capability

this paper investigates the connection of a single-phase multilevel inverter structure to an existing power grid. the applied voltage source inverter is able to generate a near sinusoidal voltage waveform with an amplitude six times the input voltage by using a single dc input power supply. a proportional-resonant (pr) controller regulates the injected current into the grid while an epll is used to ensure the synchronization of the phase and the frequency of the output voltage with the grid. the performance of the grid-connected inverter under different loading conditions was simulated in matlab software. finally, the simulation results were compared with those of the experimental ones. in addition, the behavior of the inverter in standalone operating mode, while supplying a local load, as well as its grid-tied performance with a constant and variable current reference was evaluated. the correct operation of the inverter in all operating modes, achieving 96.9% efficiency, along with the self-voltage balancing of the capacitors makes it suitable for the application of grid-integration of the low-voltage renewable energy sources.