Active and reactive power control in a three-phase photovoltaic inverter

• Autorzy: Abed Adnan Majeed , Alkhazraji Afaneen Anwer , Abdulla Shatha S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.04.29

Warianty tytułu

PL

Sterowanie mocą czynną i bierną w trójfazowym falowniku fotowoltaicznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In most nations, grid-connected buildings with solar systems are expanding. Several sites in the system network have high PV penetration. The irregular nature of PV installations could affect the distribution network. Instead of expensive grid installations, PV systems can employ a voltage source inverter to utilize reactive power. The major objective is to inject and control 100 kW of three-phase, two-stage solar PV power into the grid in order to maintain a constant voltage independent of variations in solar radiation and to keep the current's THD within international standards. PV system implementation depends on practical system concerns. Reactive power control and inverter control are created. The network variable the whole system shows good usage of reactive power. The suggested 100 KW PV system in this study achieves reactive power regulation and sinusoidal three-phase output currents. Using MATLAB 2021b and Simulink software, the recommended system's effectiveness was elucidated and its viability was demonstrated. The results demonstrated the effectiveness of the recommended design and modelling.

PL

W większości krajów rozbudowuje się budynki podłączone do sieci z systemami słonecznymi. Kilka lokalizacji w sieci systemowej ma wysoką penetrację PV. Nieregularny charakter instalacji fotowoltaicznych może mieć wpływ na sieć dystrybucyjną. Zamiast drogich instalacji sieciowych, systemy fotowoltaiczne mogą wykorzystywać falownik źródła napięcia do wykorzystania mocy biernej. Głównym celem jest wprowadzenie i sterowanie 100 kW trójfazowej, dwustopniowej energii fotowoltaicznej do sieci w celu utrzymania stałego napięcia niezależnego od zmian promieniowania słonecznego oraz utrzymania THD prądu zgodnie z międzynarodowymi standardami. Wdrożenie systemu fotowoltaicznego zależy od praktycznych problemów systemowych. Tworzone jest sterowanie mocą bierną i sterowanie falownikiem. Zmienna sieciowa całego systemu wskazuje na dobre wykorzystanie mocy biernej. Sugerowany w tym badaniu system fotowoltaiczny o mocy 100 KW zapewnia regulację mocy biernej i sinusoidalne trójfazowe prądy wyjściowe. Za pomocą oprogramowania MATLAB 2021b i Simulink wyjaśniono skuteczność zalecanego systemu i wykazano jego żywotność. Wyniki wykazały skuteczność zalecanego projektu i modelowania.

Słowa kluczowe

EN

grid-connected photovoltaic inverter; maximum; power point tracking; reactive power control

PL

inwerter fotowoltaiczny; podłączenie do sieci; maksymalny; śledzenie punktów mocy; sterowanie mocą

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 4
• Strony: 176--180
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Abed Adnan Majeed

• University of Technology, Iraq, Baghdad

• https://orcid.org/0000-0002-6558-9552

autor

Alkhazraji Afaneen Anwer

• University of Technology, Iraq, Baghdad

• https://orcid.org/0000-0003-3995-8307

autor

Abdulla Shatha S.

• University of Technology, Iraq, Baghdad

• https://orcid.org/0000-0001-5493-2485

Bibliografia

• [1] Afaneen A. Abbood, Mohammed A. Salih and Hassan N. Muslim "Management of Electricity Peak Load for Residential Sector in Baghdad City by Using Solar Generation" International Journal of Energy and Environment, Vol 8, Issue 1, pp.63-72, 2017.
• [2] H. J. Avelar, W. A. Parreira, J. B. Vieira, L. C. G. De Freitas, and E. A. A. Coelho, “A state equation model of a single-phase grid-connected inverter using a droop control scheme with extra phase shift control action,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 59, no. 3, pp. 1527–1537, 2012, doi: 10.1109/TIE.2011.2163372.
• [3] A. A. Abbood, M. A. Salih, and A. Y. Mohammed, “INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY AND ENVIRONMENT Modeling and simulation of 1mw grid connected photovoltaic system in Karbala city,” J. homepage www.IJEE.IEEFoundation.org ISSN, vol. 9, no. 2, pp. 2076–2909, 2018, [Online]. Available: www.IJEE.IEEFoundation.org.
• [4] A. Cagnano, E. De Tuglie, M. Liserre, and R. A. Mastromauro, “Online optimal reactive power control strategy of PV inverters,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 58, no. 10, pp. 4549–4558, 2011, doi: 10.1109/TIE.2011.2116757.
• [5] T. Kok Soon, S. Mekhilef, and A. Safari, “Simple and low-cost incremental conductance maximum power point tracking using buck-boost converter,” J. Renew. Sustain. Energy, vol. 5, no. 2, 2013, doi: 10.1063/1.4794749.
• [6] T. Aung and T. L. Naing, “DC-link voltage control of DC-DC boost converter-inverter system with PI controller,” World Acad. Sci. Eng. Technol. Int. J. Electr. Comput. Eng., vol. 12, no. 11, pp. 848–856, 2018.
• [7] R. I. Putri, S. Wibowo, and M. Rifa’i, “Maximum power point tracking for photovoltaic using incremental conductance method,” Energy Procedia, vol. 68, pp. 22–30, 2015, doi: 10.1016/j.egypro.2015.03.228.
• [8] F. Blaabjerg, R. Teodorescu, M. Liserre, and A. V. Timbus, “Overview of control and grid synchronization for distributed power generation systems,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 53,no. 5, pp. 1398–1409, 2006, doi: 10.1109/TIE.2006.881997.
• [9] O. Rabiaa, B. H. Mouna, S. Lassaad, F. Aymen, and A. Aicha, “Cascade Control Loop of DC-DC Boost Converter Using PI Controller,” Int. Symp. Adv. Electr. Commun. Technol. ISAECT 2018 - Proc., no. Ccm, pp. 1–5, 2019, doi: 10.1109/ISAECT.2018.8618859.
• [10] T. I. Suyata, S. Po-Ngam, and C. Tarasantisuk, “The active power and reactive power control for three-phase grid connected photovoltaic inverters,” ECTI-CON 2015 - 2015 12th Int. Conf. Electr. Eng. Comput. Telecommun. Inf. Technol., vol.2, no. 1, 2015, doi: 10.1109/ECTICon.2015.7207066.
• [11] T. Huang, X. Shi, Y. Sun, and D. Wang, “Three-phase photovoltaic grid-connected inverter based on feedforward decoupling control,” ICMREE 2013 - Proc. 2013 Int. Conf. Mater. Renew. Energy Environ., vol. 2, pp. 476–480, 2013, doi: 10.1109/ICMREE.2013.6893714.
• [12] R. Benadli, B. Khiari, and A. Sellami, “Three-phase grid connected photovoltaic system with maximum power point tracking technique based on voltage-oriented control and using sliding mode controller,” 2015 6th Int. Renew. Energy Congr. IREC 2015, pp. 0–5, 2015, doi: 10.1109/IREC.2015.7110963.
• [13] H. A. Hussein, A. J. Mahdi, and T. M. Abdul-Wahhab, “Current-Control Inverter Schemes for a Grid-Connected PV Generator,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 1105, no. 1, p. 012018, 2021, doi: 10.1088/1757-899x/1105/1/012018.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).