تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,573 |
تعداد مقالات | 71,037 |
تعداد مشاهده مقاله | 125,515,363 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 98,776,507 |
مدلسازی و کنترل سیستم تزریق توان پیل سوختی به شبکۀ تکفاز در شرایط شبکۀ ضعیف و هارمونیکی | ||
فصلنامه سیستم های انرژی پایدار | ||
دوره 2، شماره 4، مهر 1402، صفحه 329-352 اصل مقاله (2.55 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ses.2024.374487.1061 | ||
نویسندگان | ||
مجید حسینپور* 1؛ الهام سیفی2؛ عبدالمجید دژم خوی3؛ شهاب ساجدی4 | ||
1دانشیار، گروه مهندسی برق، دانشکدۀ فنی مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
2کارشناس ارشد، گروه مهندسی برق، دانشکدۀ فنی مهندسیـ دانشگاه محقق اردبیلیـ اردبیلـ ایران | ||
3دانشیار، گروه مهندسی برق، دانشکدۀ فنی مهندسیـ دانشگاه محقق اردبیلیـ اردبیلـ ایران | ||
4پژوهشگر، دانشکدۀ مهندسی برق و الکترونیکـ دانشگاه کالج دوبلینـ دوبلینـ ایرلند | ||
چکیده | ||
در سالهای اخیر پیلهای سوختی به دلیل مزایای زیستمحیطی و کاربردهای آن در سیستمهای توان تولید پراکنده مورد توجه قرار گرفتهاند. پیلهای سوختی انواع مختلفی دارند که از میان آنها پیل سوختی غشای تبادل پروتون (PEMFC) در اتصال به شبکۀ قدرت بیشتر مورد استفاده قرار گرفته است. در اتصال پیلهای سوختی به شبکۀ قدرت از اینورترهای منبع ولتاژ استفاده میشود. اینورترهای متصل به شبکه به دلیل فرکانس کلیدزنی بالا هارمونیکهای مرتبه بالا تولید میکنند. برای کاهش هارمونیکهای کلیدزنی و افزایش کیفیت جریان تزریقی به شبکه از فیلترهای LCL استفاده میشود. فیلترهای LCL عملکرد مطلوبی در کاهش هارمونیکهای کلیدزنی دارند، اما یکی از مشکلات اصلی آنها تشدید ذاتی آنها است که ممکن است باعث ناپایداری سیستم شود. وقتی از کنترل دیجیتال برای کنترل اینورترهای متصل به شبکه استفاده میشود، به دلیل تأخیرهای کنترلی که شامل تأخیرهای محاسباتی و تأخیر مدولاسیون پهنای پالس است، پایداری اینورتر در برابر تغییرات امپدانس شبکه تضعیف میشود. در این مقاله از روش فیدبک جریان خازن برای میرایی تشدید ذاتی فیلتر LCL و یک جبرانکنندۀ پیشفاز در مسیر فیدبک جریان خازن برای جبران تأخیر کنترل برای سیستم بهساز توان پیل سوختی متصل به شبکه استفاده شده است. برای بررسی صحت عملکرد روش پیشنهادی یک روش طراحی گامبهگام برای جبرانساز پیشفاز و پارامترهای حلقه بسته سیستم ارائه شده است. نتایج شبیهسازی سیستم بهساز توان پیل سوختی متصل به شبکه با فیلتر LCL در نرمافزار MATLAB/Simulink انجام شده است که صحت عملکرد روش پیشنهادی را نشان میدهد. | ||
کلیدواژهها | ||
پیل سوختی؛ اینورتر متصل به شبکه؛ فیلتر LCL؛ میرایی فعال؛ فیدبک جریان خازن | ||
مراجع | ||
[1] Hosseinpour M, Dastgiri A, Shahparasti M. Design and Analysis of a Power Quality Improvement System for Photovoltaic Generation Based on LCL-Type Grid Connected Inverter. International Journal of Engineering. 2024;37(2):252-267.
[2] Mahmud MR, Pota HR. Robust nonlinear controller design for DC–AC converter in grid-connected fuel cell system. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Industrial Electronics. 2022;3(2):342-351.
[3] Zhang Z, He H, Wang Y, Quan S, Chen J, Han R. A novel generalized prognostic method of proton exchange membrane fuel cell using multi-point estimation under various operating conditions. Applied Energy. 2024;357:p.122519.
[4] Hosseinpour M, Sabetfar T, Shahparasti M. Grid‐tied PEMFC power conditioning system based on capacitor voltage thorough feedback procedure in a weak and harmonics‐polluted network. Energy Science & Engineering. 2024; 12(1): 149-167.
[5] Manoo MU, Shaikh F, Kumar L, Arıcı M. Comparative techno-economic analysis of various stand-alone and grid connected (solar/wind/fuel cell) renewable energy systems. International Journal of Hydrogen Energy. 2024;52:397-414.
[6] Han B, Bai C, Lee JS, Kim M. Repetitive controller of capacitor-less current-fed dual-half-bridge converter for grid-connected fuel cell system. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2018;65(10):7841-7855.
[7] Sabir A. A PLL-free robust control scheme with application to grid-connected fuel cell DGs under balanced and unbalanced conditions. Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2019;31:64-76.
[8] Baltacı K, Ertekin D, Bayrak G. Design and experimental validation of an artificial neural network-SVPWM controller for a novel micro grid-tied fuel cell-based 3-phase boost inverter. International Journal of Hydrogen Energy. 2024;52:1247-1265.
[9] Rasekh N, Hosseinpour M. LCL filter design and robust converter side current feedback control for grid-connected Proton Exchange Membrane Fuel Cell system. International Journal of Hydrogen Energy. 2020; 45(23):13055-13067.
[10] Mahmoudian A, Garmabdari R, Bai F, Guerrero JM, Mousavizade M, Lu J. Adaptive power-sharing strategy in hybrid AC/DC microgrid for enhancing voltage and frequency regulation. International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2024;156:109696.
[11] Aalizadeh F, Hosseinpour M, Dejamkhooy A, Shayeghi H. Two-stage control for small-signal modeling and power conditioning of grid- connected quasi-Z-Source inverter with LCL filter for photovoltaic generation. Journal of Operation and Automation in Power Engineering. 2021;9(3):242-55.
[12] Hosseinpour M, Sabetfar T, Dejamkhooy A, Shahparasti M. Design and control of LCL-type grid-tied PV power conditioning system based on inverter and grid side currents double feedback. International Journal of Modelling and Simulation. 2023;28:1-21.
[13] N Rasekh N, Hosseinpour M, Dejamkhooy A, Akbarimajd A. Robust power conditioning system based on LCL-type quasi-Y-source inverter for grid connection of photovoltaic arrays. International Journal of Automation and Control. 2021;15(6):692-709.
[14] Rasekh N, Hosseinpour M. Adequate tuning of LCL filter for robust performance of converter side current feedback control of grid connected modified–Y-source inverter. International Journal of Industrial Electronics Control and Optimization. 2020;3(3):365-78.
[15] Hosseinpour M, Asad M, Rasekh N. A step-by-step design procedure of a robust control design for grid-connected inverter by LCL filter in a weak and harmonically distorted grid. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Electrical Engineering. 2021;45:843-59.
[16] Wang X, Blaabjerg F, Loh PC. Grid-current-feedback active damping for LCL resonance in grid-connected voltage-source converters. IEEE Transactions on Power Electronics. 2015;31(1):213-23.
[17] Li X, Fang J, Tang Y, Wu X, Geng Y. Capacitor-voltage feedforward with full delay compensation to improve weak grids adaptability of LCL-filtered grid-connected converters for distributed generation systems. IEEE Transactions on Power Electronics. 2017;33(1):749-64.
[18] Rasekh N, Rahimian MM, Hosseinpour M, Dejamkhooy A, Akbarimajd A. A step by step design procedure of PR controller and capacitor current feedback active damping for a LCL-type grid-tied T-type inverter. In2019 10th International Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference (PEDSTC) 2019 Feb 12 (pp. 612-617).
[19] Busada CA, Jorge SG, Solsona JA. Full-state feedback equivalent controller for active damping in $ LCL $-filtered grid-connected inverters using a reduced number of sensors. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2015;62(10):5993-6002.
[20] Hosseinpour M, Rasekh N. A single-phase grid-tied PV based trans-z-source inverter utilizing LCL filter and grid side current active damping. Journal of Energy Management and Technology. 2019;3(3):67-77.
[21] Upadhyay N, Padhy NP, Agarwal P. Grid-Current Control With Inverter-Current Feedback Active Damping for LCL Grid-Connected Inverter. IEEE Transactions on Industry Applications. 2024;60(1):1738-1749.
[22] B Wang B, Xu Y, Shen Z, Zou J, Li C, Liu H. Current control of grid-connected inverter with LCL filter based on extended-state observer estimations using single sensor and achieving improved robust observation dynamics. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2017;64(7):5428-39.
[23] López-Alcolea FJ, Molina-Martínez EJ, Torres AP, Vázquez J, Roncero-Sánchez P. 2DOF-based current controller for single-phase grid-connected voltage source inverter applications. Applied Energy. 2023;342:121179.
[24] Campos BF, Rolim LG, Encarnação LF, Tricarico TC. Delay Compensation on Optimal Switching Vector Model Predictive Control Applied to a Grid-Forming Inverter with an Output LC Filter in an Islanded Microgrid. In2023 15th IEEE International Conference on Industry Applications (INDUSCON) 2023 Nov 22 (pp. 1410-1417).
[25] Huang M, Wang X, Loh PC, Blaabjerg F. LLCL-filtered grid converter with improved stability and robustness. IEEE Transactions on Power Electronics. 2015;31(5):3958-67.
[26] Pan D, Ruan X, Bao C, Li W, Wang X. Capacitor-current-feedback active damping with reduced computation delay for improving robustness of LCL-type grid-connected inverter. IEEE Transactions on Power Electronics. 2014;29(7):3414-27.
[27] Hosseinpour M, Kholousi A, Poulad A. A robust controller design procedure for LCL‐type grid‐tied proton exchange membrane fuel cell system in harmonics‐polluted network. Energy Science & Engineering. 2022;10(10):3798-818.
[28] Y He Y, Wang X, Ruan X, Pan D, Xu X, Liu F. Capacitor-current proportional-integral positive feedback active damping for LCL-type grid-connected inverter to achieve high robustness against grid impedance variation. IEEE Transactions on Power Electronics. 2019;34(12):12423-36.
[29] Chen C, Xiong J, Wan Z, Lei J, Zhang K. A time delay compensation method based on area equivalence for active damping of an LCL-type converter. IEEE Transactions on Power Electronics. 2016;32(1):762-72.
[30] İnci M. Active/reactive energy control scheme for grid-connected fuel cell system with local inductive loads. Energy. 2020;197:117191.
[31] Wang X, Bao C, Ruan X, Li W, Pan D. Design considerations of digitally controlled LCL-filtered inverter with capacitor-current-feedback active damping. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics. 2014;2(4):972-84.
[32] Li Y, Gao J, Zhang Z, Wang Q. Model-Based and Model-Free Predictive Active Damping for LCL-Type Active-Front-End Rectifiers. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2024 Jan 8.
[33] Zhang L, Ruan X, Ren X. Second-harmonic current reduction and dynamic performance improvement in the two-stage inverters: An output impedance perspective. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2014;62(1):394-404. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 109 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 124 |