طراحی کنترل کننده یکپارچه با توانایی جبران سازی هارمونیکها برای اینورترهای مستقل و متصل به شبکه

اینورتر متعامل با شبکه، یک مبدل dc/ac دو طرفه است که در ریز شبکه ها و منابع تولید پراکنده مبتنی بر اینورتر جهت انتقال توان از باس dc به باس ac و بالعکس مورد استفاده قرار می گیرد. اینورتر متعامل در باس ac به صورت همزمان به بار محلی و شبکه قدرت متصل می شود، در صورت عادی بودن وضعیت شبکه، توان با آن مبادله می کند و در غیر اینصورت از شبکه جدا شده و بار محلی را در حالت مستقل تغذیه می نماید. در ساختارهای معمول اینورتر متعامل با فیلترهای lc ، lcl ، ltc و lctl با روشهای کنترل نوع جریانی و نوع ولتاژی، بار به صورت مستقیم و بدون واسطه به شبکه قدرت متصل می شود، در نتیجه در حالت متصل به شبکه امکان تغذیه بار با کیفیت مطلوب وجود ندارد. برای رفع این نقص، در این رساله با پیشنهاد اینورترهای متعامل با فیلتر lc-l و فیلتر lct-l با استراتژیهای کنترلی lvc و lvgcc امکان تغذیه بار محلی با کیفیت مطلوب و همچنین تزریق توان به شبکه فراهم شده است. در استراتژی کنترلیlvc، بار با ولتاژ کاملاً سینوسی تغذیه می شود و کنترل کیفیت جریان شبکه مدنظر نیست. در استراتژی کنترلی lvgcc با اضافه کردن هارمونیکهای مناسب به ولتاژ بار امکان کنترل همزمان کیفیت ولتاژ بار و جریان شبکه فراهم می آید. همچنین برای اینورتر متعامل بدون بار محلی با پیشنهاد استراتژی کنترلی جدید، امکان تزریق جریان سینوسی به شبکه هارمونیکی و نامتعادل می گردد، این استراتژی در مقایسه با سایر روشها، ساده تر پیاده سازی می شود و دارای پاسخ دینامیکی سریعتری می باشد. در پیاده سازی استراتژیهای کنترلی پیشنهادی برای اینورتر متعامل، به یک کنترل کننده داخلی برای جبرانسازی هارمونیکها نیاز است که باید با توجه به قیود، مرجع ولتاژ یا جریان را ردیابی نماید. یکی از قیود در کاربردهای توان زیاد، محدود بودن فرکانس کلیدزنی به علت چشمگیر بودن تلفات کلیدزنی اینورتر است. تحت این شرایط پهنای باند کنترل کننده ها برای حذف هارمونیکها و نامتعادلیهای جریان یا ولتاژ ناشی از بارهای غیرخطی یا ولتاژ شبکه کافی نخواهد بود. در این رساله یک کنترل کننده داخلی جدید برای اینورتر متعامل با شبکه در چارچوب مرجع ساکن پیشنهاد شده است که در عین عملکرد مناسب از لحاظ پاسخ دینامیکی و حالت ماندگار به ازای فرکانس های کلیدزنی کم و زیاد؛ از حجم محاسباتی کم، سادگی پیاده سازی و تنظیم ساده پارامترهای کنترلی بهره مند است. ارائه نتایج شبیه سازی متعدد، موید کارایی استراتژیهای کنترلی در تغذیه بار و کنترل جریان به ازای اغتشاشات شبکه اعم از هارمونیکها، کمبود و بیشبود ولتاژ می باشد. همچنین کارایی کنترل کننده داخلی پیشنهادی با ساخت نمونه آزمایشگاهی یک اینورتر متعامل در حالت مستقل اثبات شده است. نتایج آزمایشگاهی تایید کننده کارایی این کنترل کننده در جبرانسازی هارمونیکها می باشد.