Algoritmo de reducción de voltaje de modo común para inversores fotovoltaicos conectados a la red con control predictivo de modelo de vector virtual
Autores: Goh, Hui Hwang; Li, Xinyi; Lim, Chee Shen; Zhang, Dongdong; Dai, Wei; Kurniawan, Tonni Agustiono; Goh, Kai Chen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Algoritmo de reducción de voltaje de modo común para inversores fotovoltaicos conectados a la red con control predictivo de modelo de vector virtual
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Control predictivo de modelo
Convertidores de red
Inversor de PV
Diseño de voltaje DC
Voltaje de modo común
Modelo de vector virtual
Modulación de ancho de pulso de vector espacial
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El control predictivo de modelo (MPC) ha demostrado ofrecer un excelente rendimiento de control altamente dinámico basado en modelos en convertidores de red. La capacidad de potencia cada vez mayor de un inversor fotovoltaico ha llevado a la preferencia industrial de adoptar un diseño de voltaje DC más alto en el conjunto fotovoltaico (por ejemplo, 750-1500 V). Con un voltaje de conjunto alto, un inversor de una sola etapa ofrece ventajas de bajo recuento de componentes, topología más simple y menos esfuerzo de ajuste de control. Sin embargo, típicamente conlleva el problema de un alto voltaje de modo común (CMV). Este trabajo propone un método de control predictivo de modelo de vector virtual equipado con una modulación de ancho de pulso de vector espacial de reducción de modo común (CMR) mejorada. La técnica de modulación divide esencialmente el espacio de vectores de voltaje hexagonal en 18 subsectores, que pueden dividirse en dos grupos con diferentes propiedades de CMV. La propuesta aumenta indirectamente la utilización del bus DC y amplía la región de modulación general con un CMV mejorado. La comparación con el esquema MPC de vector virtual equipado con el SVPWM convencional sugiere que la técnica propuesta puede suprimir efectivamente el 33,33% del CMV y reducir la frecuencia de conmutación de CMV por ciclo fundamental de 6 a 0 o 2 (dependiendo del grupo de subsectores). Se cree que la técnica de control propuesta puede ayudar a mejorar el rendimiento de los inversores de una sola etapa fotovoltaicos.
Descripción
El control predictivo de modelo (MPC) ha demostrado ofrecer un excelente rendimiento de control altamente dinámico basado en modelos en convertidores de red. La capacidad de potencia cada vez mayor de un inversor fotovoltaico ha llevado a la preferencia industrial de adoptar un diseño de voltaje DC más alto en el conjunto fotovoltaico (por ejemplo, 750-1500 V). Con un voltaje de conjunto alto, un inversor de una sola etapa ofrece ventajas de bajo recuento de componentes, topología más simple y menos esfuerzo de ajuste de control. Sin embargo, típicamente conlleva el problema de un alto voltaje de modo común (CMV). Este trabajo propone un método de control predictivo de modelo de vector virtual equipado con una modulación de ancho de pulso de vector espacial de reducción de modo común (CMR) mejorada. La técnica de modulación divide esencialmente el espacio de vectores de voltaje hexagonal en 18 subsectores, que pueden dividirse en dos grupos con diferentes propiedades de CMV. La propuesta aumenta indirectamente la utilización del bus DC y amplía la región de modulación general con un CMV mejorado. La comparación con el esquema MPC de vector virtual equipado con el SVPWM convencional sugiere que la técnica propuesta puede suprimir efectivamente el 33,33% del CMV y reducir la frecuencia de conmutación de CMV por ciclo fundamental de 6 a 0 o 2 (dependiendo del grupo de subsectores). Se cree que la técnica de control propuesta puede ayudar a mejorar el rendimiento de los inversores de una sola etapa fotovoltaicos.