Compensación actual para matrices de paneles fotovoltaicos conectadas a la red con un inversor de fuente de voltaje modificado tipo quasi-Z
Autores: Al-Saloli, Abdullah Abdurrahman; Alfaris, Faris E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Compensación actual para matrices de paneles fotovoltaicos conectadas a la red con un inversor de fuente de voltaje modificado tipo quasi-Z
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Fotovoltaico
Sistemas
Desafíos
Fallas
Energía
Soluciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 45
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas fotovoltaicos (PV) a gran escala se están desplegando ampliamente para cumplir con los objetivos ambientales globales y las metas de energía renovable. Los avances en la tecnología PV han impulsado la inversión en el sector eléctrico. Sin embargo, a medida que el tamaño de las matrices PV crece, surgen más obstáculos y desafíos. Los obstáculos principales son la ocurrencia de fallas de corriente continua (DC) y sombreado en una gran matriz de paneles PV, donde cualquier mal funcionamiento en un solo panel puede tener un impacto perjudicial en la potencia de salida general de toda la cadena de PV conectada en serie y, por lo tanto, en la matriz PV. Debido a las fluctuaciones abruptas y frecuentes en la potencia, además del momento de inercia bajo de los sistemas PV, pueden surgir varios problemas técnicos en el punto de acoplamiento común (PCC) de las generaciones PV conectadas a la red, como la estabilidad de frecuencia y voltaje, eficiencia energética, caída de voltaje, distorsión armónica y otros factores de calidad de potencia. La mayoría de las soluciones sugeridas eran deficientes en varias características operativas transitorias cruciales y en la viabilidad de costos; por lo tanto, este documento presenta un convertidor DC-DC electrónico de potencia novedoso que busca mitigar estos efectos compensando la disminución de corriente en el lado DC del sistema. La solución sugerida se derivó del inversor de fuente de voltaje de doble fuente alimentado en tensión cuasi-Z (VF-qZSI), donde la potencia de generación PV puede ser respaldada por un elemento de almacenamiento de energía. Este documento también presenta la arquitectura del sistema y el control de conmutación de potencia correspondiente. La viabilidad del método propuesto se investiga con datos reales de campo y la plataforma de simulación PSCAD durante todas las posibles condiciones climáticas y fallas de matriz. Los resultados demuestran la viabilidad y capacidad del esquema propuesto, que contribuye a suprimir el pico de la variación de potencia transitoria en función del tiempo (dP/dt) en un 72% y reducir su error cuadrático medio normalizado en aproximadamente un 38%, con una distorsión armónica total (THD) de corriente alterna de solo 1.04%.
Descripción
Los sistemas fotovoltaicos (PV) a gran escala se están desplegando ampliamente para cumplir con los objetivos ambientales globales y las metas de energía renovable. Los avances en la tecnología PV han impulsado la inversión en el sector eléctrico. Sin embargo, a medida que el tamaño de las matrices PV crece, surgen más obstáculos y desafíos. Los obstáculos principales son la ocurrencia de fallas de corriente continua (DC) y sombreado en una gran matriz de paneles PV, donde cualquier mal funcionamiento en un solo panel puede tener un impacto perjudicial en la potencia de salida general de toda la cadena de PV conectada en serie y, por lo tanto, en la matriz PV. Debido a las fluctuaciones abruptas y frecuentes en la potencia, además del momento de inercia bajo de los sistemas PV, pueden surgir varios problemas técnicos en el punto de acoplamiento común (PCC) de las generaciones PV conectadas a la red, como la estabilidad de frecuencia y voltaje, eficiencia energética, caída de voltaje, distorsión armónica y otros factores de calidad de potencia. La mayoría de las soluciones sugeridas eran deficientes en varias características operativas transitorias cruciales y en la viabilidad de costos; por lo tanto, este documento presenta un convertidor DC-DC electrónico de potencia novedoso que busca mitigar estos efectos compensando la disminución de corriente en el lado DC del sistema. La solución sugerida se derivó del inversor de fuente de voltaje de doble fuente alimentado en tensión cuasi-Z (VF-qZSI), donde la potencia de generación PV puede ser respaldada por un elemento de almacenamiento de energía. Este documento también presenta la arquitectura del sistema y el control de conmutación de potencia correspondiente. La viabilidad del método propuesto se investiga con datos reales de campo y la plataforma de simulación PSCAD durante todas las posibles condiciones climáticas y fallas de matriz. Los resultados demuestran la viabilidad y capacidad del esquema propuesto, que contribuye a suprimir el pico de la variación de potencia transitoria en función del tiempo (dP/dt) en un 72% y reducir su error cuadrático medio normalizado en aproximadamente un 38%, con una distorsión armónica total (THD) de corriente alterna de solo 1.04%.