SYSTÈMES PHOTOVOLTAÏQUES RACCORDÉS AU RÉSEAU AVEC CONVERTISSEURS MULTINIVEAUX – MODÉLISATION ET ANALYSE
DOI :
https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2023.68.1.13Mots-clés :
Connecté au réseau, Système photovoltaïque, Point neutre actif à trois niveaux serré, Contrôle optimal, Convertisseur élévateur dc-dc à trois niveauxRésumé
Dans cet article, une comparaison entre trois systèmes de connexion au réseau à deux étages dans une configuration d'onduleur central est présentée. Cette configuration permet d'obtenir une large plage de puissance et convient au raccordement aux réseaux triphasés. Dans ce cas, les panneaux photovoltaïques (PV) sont connectés à l'onduleur via un convertisseur continu-continu pour assurer un niveau de tension continue optimal. L'accent est mis sur les caractéristiques et les propriétés des structures du convertisseur utilisé. Toutes les étapes de conception d'un système de raccordement au réseau sont également présentées. Des structures de tension à deux niveaux (2L) et à trois niveaux (3L) sont mises en œuvre. En fin d'article, une analyse détaillée met en évidence les avantages et les inconvénients des trois systèmes photovoltaïques connectés au réseau.
Références
(1) Y. Yang, K. Kim, F. Blaabjerg, A. Sangwongwanich, Advances in grid-connected photovoltaic power conversion systems, 1 ed. Duxford: Woodhead Publishing, 2018. pp. 15-43.
(2) Q. Peng, J. Fang, Y. Yang, F. Blaabjerg, A universal model for grid-connected converters reflecting power-internal voltage characteristics, IEEE 4th Southern Power Electronics Conference, pp. 1-7 (2018).
(3) Y. Huang, X. Zhai, J. Hu, D. Liu, C. Lin, Modeling and stability analysis of vsc internal voltage in dc-link voltage control timescale, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 6, 1, pp. 16-28 (2018).
(4) Y. Huang, X. Yuan, J. Hu, P. Zhou, Modeling of VSC connected to weak grid for stability analysis of dc-link voltage control, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 3, 4, pp. 1193-1204 (2015).
(5) A. Sangwongwanich, Y. Yang, F. Blaabjerg, Development of flexible active power control strategies for grid-connected photovoltaic inverters by modifying MPPT algorithms, IEEE 3rd International Future Energy Electronics Conference and ECCE Asia, pp. 87-92 (2017).
(6) S. Kouro, J.I. Leon, D. Vinnikov, L.G. Franquelo, Grid-Connected Photovoltaic Systems: An Overview of Recent Research and Emerging PV Converter Technology, IEEE Industrial Electronics Magazine, 9, 1, pp. 47-61 (2015).
(7) D. Floricau, E. Floricau, M. Dumitrescu, Natural doubling of the apparent switching frequency using three-level ANPC converter, 2008 International School on Nonsinusoidal Currents and Compensation, pp. 1-6 (2008).
(8) D. Floricau, D. Olaru, E. Floricau, I. Popa, Loss balancing in three-level active-neutral-point-clamped converter, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 54, 3, pp. 281–290 (2009).
(9) A.K. Podder, N.K. Roy, H.R. Pota, MPPT methods for solar PV systems: a critical review based on tracking nature, IET Renew. Power Gener., 13, 10, pp. 1615–1632 (2019).
(10) A. Amine, A. Massoum, M. Chadli, Comparison study of two tracking methods for photovoltaic systems, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 60, 2, p. 205–214 (2015).
(11) F. Blaabjerg, R. Teodorescu, M. Liserre, A.V. Timbus, Overview of control and grid synchronization for distributed power generation systems, IEEE Trans. on Industrial Electronics, 53, 5, pp. 1398-1409 (2016).
(12) Q. Peng, A. Sangwongwanich, Y. Yang, F. Blaabjerg, Grid-friendly power control for smart photovoltaic systems, Solar Energy, 210, pp. 115-127 (2020).
(13) A. Timbus, M. Liserre, R. Teodorescu, F. Blaabjerg, Synchronization methods for three-phase distributed power generation systems – An overview and evaluation, IEEE 36th Power Electronics Specialists Conference, pp. 2474-2481 (2005).
(14) P. Rodriguez, R. Teodorescu, I. Candela, A. V. Timbus, M. Liserre, F. Blaabjerg, New positive-sequence voltage detector for grid synchronization of power converters under faulty grid conditions, in Proc. IEEE PESC, pp. 1–7 (2006).
(15) P. Rodriguez, J. Pou, J. Bergas, J.I. Candela, R.P. Burgos, D. Boroyevich, Decoupled double synchronous reference frame PLL for power converters control, IEEE Trans. on Power Electronics, 22, 2, pp. 584-592 (2007).
(16) J. Y. Lee, Y. P. Cho, H. S. Kim, J. H. Jung, Design methodology of passive damped LCL filter using current controller for grid-connected three-phase voltage-source inverters”, J. of Power Electronics, 18, 4, pp. 1178-1189 (2018).
(17) A. Julean et al., Active damping of LCL filter resonance in grid-connected applications, Master Thesis, Aalborg University (2009).
(18) S.V. Araujo, A. Engler, B. Sahan, F.L. M. Antunes, LCL filter design for grid-connected NPC inverters in offshore wind turbines, 7th International Conference on Power Electronics, pp. 1133-1138 (2007).
(19) D. Floricau, T. Tudorache, L. Kreindler, New boost-type PFC MF-Vienna PWM rectifiers with multiplied switching frequency, Advances in Electrical and Computer Engineering, 15, 4, pp. 81-86 (2015).
(20) M. Flitti, M-K. Fellah, M. Khatir, S-A. Zidi, M-F. Benkhoris, Control of back-to-back voltage source converter, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 57, 3, pp. 259–268 (2012).
(21) M. Liserre, F. Blaabjerg, S. Hansen, Design and control of an LCL-filter-based three-phase active rectifier, IEEE Trans. on Industry Applications, 41, 5, pp. 1281-1291 (2005).
(22) H. Chen, W. Lin, MPPT and voltage balancing control with sensing only inductor current for photovoltaic-fed, three-level, boost-type converters, IEEE Trans. on Power Electronics, 29, 1, pp. 29-35 (2014)
