Harmonic suppression compensation of photovoltaic generation using cascaded active power filter

Autor: Mohammed Obaid Mustafa, Najimaldin M. Abbas
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
конденсатор в ланцюзі постійного струму
Energy Engineering and Power Technology
DC link capacitor
компенсация гармоник
Industrial and Manufacturing Engineering
компенсація гармонік
cascaded multilevel
сетевая фотоэлектрическая система
каскадний багаторівневий
Management of Technology and Innovation
каскадный многоуровневый
T1-995
Industry
Electrical and Electronic Engineering
конденсатор в цепи постоянного тока
Technology (General)
стратегія управління
active power filter
фильтр активной мощности
Applied Mathematics
Mechanical Engineering
фільтр активної потужності
HD2321-4730.9
мережева фотоелектрична система
Computer Science Applications
стратегия управления
control strategy
Control and Systems Engineering
harmonic compensation
photovoltaic grid-connected
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 6 No. 8 (114) (2021): Energy-saving technologies and equipment; 60-68
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 8 (114) (2021): Энергосберегающие технологии и оборудование; 60-68
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 8 (114) (2021): Енергозберігаючі технології та обладнання; 60-68
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol 6, Iss 8 (114), Pp 60-68 (2021)
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: The wide spectrum of electromagnetism that explains current and voltage at specific time and location in a power system is referred to as power quality. Alternative energies are becoming more popular due to concerns about power quality, safety, and the environment, as well as commercial incentives. Moreover, photovoltaic (PV) energy is one of the most well-known renewable resources since it is free to gather, unlimited, and considerably cleaner. Active power filter (APF) is an effective means to dynamically suppress harmonics and solve power quality problems caused by the DC side voltage fluctuation. Therefore, this paper describes a substantial advancement in the harmonic suppression compensation algorithm, as well as the cascaded active power filter. Also, this paper focuses on compensating the error of photovoltaic grid-connected generation based on optimized H-bridge cascaded APF. The details of the working principle and topological structure of the APF used as the compensation device are analyzed. The H-bridge cascaded APF is optimized using the segmented variable step-length conductance increment (SVSLCI) algorithm. The overall cascaded APF control strategy is designed and simulated using MatLab/Simulink environment. By the simulation results comparing the existing traction network power quality control measures, before and after compensation, the effectiveness of the proposed control strategy is verified. The proposed controller strengthens the compensation of specific odd harmonics to improve the system work models and criteria to improve power quality. Moreover, the proposed algorithm showed positive significance for optimizing the quality of photovoltaic grid-connected power, reducing the current harmonic, and improving the equipment utilization of photovoltaic inverters.
Широкий спектр электромагнетизма, который характеризует ток и напряжение в определенное время и в определенном месте в энергосистеме, называется качеством электроэнергии. Альтернативные источники энергии становятся все более популярными в связи с вопросами качества электроэнергии, безопасности и состояния окружающей среды, а также коммерческими стимулами. Кроме того, фотоэлектрическая энергия является одним из наиболее известных возобновляемых ресурсов, поскольку ее получают бесплатно, в неограниченном количестве и значительно экологически безопаснее. Фильтр активной мощности (ФАМ) является эффективным средством динамического подавления гармоник и решения проблем, связанных с качеством электроэнергии, вызванных колебаниями напряжения на стороне постоянного тока. Таким образом, в данной работе описывается существенное усовершенствование алгоритма компенсации подавления гармоник, а также каскадного фильтра активной мощности. Кроме того, основное внимание уделяется компенсации погрешности системы генерации фотоэлектрической энергии, подключенной к сети, на основе оптимизированного Н-мостового каскадного ФАМ. Проанализированы особенности принципа работы и топологической структуры ФАМ, используемого в качестве компенсационного устройства. Н-мостовой каскадный ФАМ оптимизирован с использованием алгоритма сегментированного приращения проводимости с переменной длиной шага (SVSLCI). Общая стратегия управления каскадного ФАМ разработана и смоделирована с использованием среды Matlab/Simulink. По результатам моделирования, сравнивая существующие меры контроля качества электроэнергии тяговой сети до и после компенсации, проверяется эффективность предлагаемой стратегии управления. Предлагаемый контроллер усиливает компенсацию определенных нечетных гармоник для улучшения моделей работы системы и критериев улучшения качества электроэнергии. Кроме того, предложенный алгоритм показал положительный результат оптимизации качества фотоэлектрической энергии, подключенной к сети, снижения гармоник тока и улучшения использования оборудования фотоэлектрических инверторов.
Широкий спектр електромагнетизму, який характеризує струм і напругу в певний час і в певному місці в енергосистемі, називається якістю електроенергії. Альтернативні джерела енергії стають все більш популярними у зв'язку з питаннями якості електроенергії, безпеки та стану навколишнього середовища, а також комерційними стимулами. Крім того, фотоелектрична енергія є одним з найбільш відомих відновлюваних ресурсів, оскільки її отримують безкоштовно, в необмеженій кількості і значно екологічно безпечніше. Фільтр активної потужності (ФАП) є ефективним засобом динамічного придушення гармонік і вирішення проблем, пов'язаних з якістю електроенергії, викликаних коливаннями напруги на стороні постійного струму. Таким чином, в даній роботі описується істотне удосконалення алгоритму компенсації та придушення гармонік, а також каскадного фільтра активної потужності. Крім того, основна увага приділяється компенсації похибки системи генерації фотоелектричної енергії, підключеної до мережі, на основі оптимізованого Н-мостового каскадного ФАП. Проаналізовано особливості принципу роботи та топологічної структури ФАП, що використовується як компенсаційний пристрій. Н-мостовий каскадний ФАП оптимізований з використанням алгоритму сегментованого прирощення провідності зі змінною довжиною кроку (SVSLCI). Загальна стратегія управління каскадного ФАП розроблена і змодельована з використанням середовища Matlab/Simulink. За результатами моделювання, порівнюючи існуючі заходи контролю якості електроенергії тягової мережі до і після компенсації, перевіряється ефективність запропонованої стратегії управління. Запропонований контролер підсилює компенсацію певних непарних гармонік для поліпшення моделей роботи системи і критеріїв поліпшення якості електроенергії. Крім того, запропонований алгоритм показав позитивний результат оптимізації якості фотоелектричної енергії, підключеної до мережі, зниження гармонік струму та покращення використання обладнання фотоелектричних інверторів.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: