سیستم بهساز توان فتوولتاییک متصل به شبکه با فیلتر lcl مبتنی بر استراتژی کنترل فیدبک جریان سمت اینورتر و جریان سمت شبکه

انرژی خورشید به عنوان یک منبع انرژی نامحدود، پاک و مقرون به صرفه، با استفاده از سلول‌های فتوولتائیک به انرژی الکتریکی قابل تبدیل است. در این مقاله یک سیستم بهساز توان فتوولتائیک متصل به شبکه با فیلتر lcl، با قابلیت تزریق جریان با کیفیت و توانایی پایداری بالا در مقابل اغتشاشات ارایه شده است. با توجه به اینکه ولتاژ خروجی سلول‌های فتوولتائیک پایین‌تر از ولتاژ شبکه است، لذا از مبدل dc-dc استفاده شده است و جهت تبدیل ولتاژ dc به ولتاژ ac مورد نیاز شبکه از اینورتر با فیلتر lcl استفاده شده است. به منظور اطمینان از حذف تشدید و ناپایداری ناشی از استفاده از فیلتر lcl، از استراتژی کنترل فیدبک جریان سمت اینورتر و جریان سمت شبکه استفاده شده است.  حاشیه پایداری در کنترل مرسوم شامل فیدبک جریان خازن و جریان سمت شبکه در شبکه ضعیف مقداری پایین است و نیازمندی‌های سیستم را تامین نمی‌کند. در روش کنترل پیشنهادی برای بررسی قابلیت پایداری سیستم و تامین نیازمندی‌های سیستم، تاخیر زمانی نیز در طراحی لحاظ شده است و پایداری سیستم در شبکه ضعیف و در حضور اندوکتانس شبکه قابل توجه ارزیابی شده است. در مقایسه با استراتژی‌های مرسوم (فیدبک جریان خازن و جریان سمت شبکه)، سیستم بهساز توان فتوولتاییک متصل به شبکه با فیلتر lcl تحت استراتژی پیشنهادی به یک میرایی تشدید مناسب دست می‌یابد و حاشیه پایداری بزرگ‌تر و مشخصات بهتر متصل به شبکه تحت شبکه ضعیف را تضمین می‌کند. نتایج شبیه‌سازی سیستم بهساز توان فتوولتاییک پیشنهادی بیانگر عملکرد دقیق سیستم کنترلی، ردگیری مناسب حداکثر توان آرایه فتوولتاییک و تزریق جریان با کیفیت بسیار مناسب به شبکه می‌باشد.

power conditioner design and control for lcl-based grid-connected photovoltaic system via lcl filter based on inverter and grid side currents feedback

nowadays, due to global warming and the depletion of fossil fuel sources, it is necessary to utilize clean and sustainable energy resources. distributed power generation based on renewable energies such as solar energy, wind energy, and fuel cells is an effective solution to achieve sustainable and environmentally friendly energies. due to low cost and mass production, photovoltaic (pv) cells have been attended in recent decades. solar energy, as an unlimited, clean, and cost-effective source of energy, can be converted into electrical energy using photovoltaic arrays. this paper presents a design, control, and stability analysis of an inverter-based power conditioner, which is connected to a low-voltage grid with an lcl filter, to manage the power injection of the pv system. since the voltage generated by pv arrays is lower than the grid voltage, a dc-dc converter is used to increase the pv output voltage. the lcl filter is employed to improve the injected current quality and to reduce interface inverter output voltage distortions. this filter may cause resonance and system instability. a current double feedback control method, which uses inverter-side and grid-side currents as feedback currents, is proposed to damp the resonance and improve harmonic eliminations. a dc-dc boost converter is employed to increase voltage amplitude and mppt. the double currents feedback strategy is based on the inverter-side current and the grid-side current feedback to damp the resonance, improve the harmonic attenuation capability, and enhance the stability capability. the converter-side current feedback (ccf) damps the resonance and improves the inverter-side current quality. the grid-side current feedback (gcf) maintains the system stability against grid impedance changes. a systematic design procedure is presented for the proposed control scheme parameters. resonance damping, marginal stability, and grid-connected characteristics are considered during the design to ensure the gridconnected system stability. the systematic design procedure of the proposed control strategy parameters is presented considering resonance damping, stability margin, and grid-connected features to ensure the system stability in a non-ideal and weak grid. the parameters of the current regulator of the suggested control system were determined based on the “routh hurwitz” criteria. compared to the conventional capacitor current feedback active damping method, the suggested method provides more stability margin and lower inverter-side and grid-side current thd. the stability analysis of the suggested control method for significant changes in grid inductance, as well as the sensitivity analysis of the studied system for changes in lcl parameters, indicates the appropriate stability. the proposed power conditioner system is simulated in matlab/simulink to verify the model’s performance and the proposed control method. the simulation results show good performance of the proposed system in managing pv power flow into the grid, high quality of the injected current, and system stability against the grid impedance change disturbances.