Bir Fazlı Akım Zorlamalı Şebeke Komütasyonlu Evirici A

Eleco 2014 Elektrik – Elektronik – Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, 27 – 29 Kasım 2014, Bursa
Bir Fazlı Akım Zorlamalı Şebeke Komütasyonlu Evirici
A Single Phase Current Forced Line-Commutated Inverter
Murat Ünlü, Sabri Çamur, Ersoy Beşer, Birol Arifoğlu
Elektrik Mühendisliği
Kocaeli Üniversitesi
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
aktarırken belirli teknik standartları karşılamak zorundadırlar
[2].
Özet
Bu çalışmada şebekeye bağlı yenilebilir enerji kaynakları için
geliştirilmiş yeni bir topoloji önerilmiştir. Önerilen topoloji
şebeke komütasyonlu evirici tabanlıdır. Geleneksel şebeke
komütasyonlu evirici (ŞKE) devreleri DA kaynaktan şebekeye
güç aktarırken şebekeye aktarılan akım yüksek harmonikli
olduğundan ek fitre elemanı gerektirmektedir. Bu yüzden
günümüzde pek tercih edilmemektedir. Bu çalışmada önerilen
ŞKE devresi şebekeye sinüsoidal akım aktarmayı
başarabildiği için geleneksel ŞKE’lerdeki dezavantajı ortadan
kaldırmaktadır. Önerilen evirici devresi deneysel olarak test
edilmiştir ve elde edilen sonuçlardan şebekeye aktarılan
akımdaki Toplam Harmonik Bozunum (THB) seviyesinin
IEEE-1547 standardında belirtilen %5’in altında kalması
başarılmıştır. Böylelikle, bu çalışmada geliştirilen evirici bir
fazlı şebekeye bağlı sistemlerde, Fotovoltaik (FV), yakıt pili ve
rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından elde
edilen gücü şebekeye aktarmada iyi bir alternatif olacaktır.
Eviriciler genel olarak, Gerilim Kaynaklı Evirici (GKE) ve
Akım Kaynaklı Evirici (AKE) olmak üzere iki ana sınıfa
ayrılmaktadır [2]. Her iki eviricinin de amacı şebekeye
sinüsoidal akım aktarmaktır. GKE girişi sabit bir gerilim
kaynağından sağlanır ve şebekeye sinüsoidal akım aktarmak
için şebekeye anlık değerleri pozitif, negatif veya sıfır olan
gerilim darbeleri uygulamaktadır. AKE girişinde doğrultulmuş
sinüs akımı elde edilerek şebeke tarafına aktarırken tekrar
sinüs formuna dönüştüren eviricilerdir [1].
Şebeke bağlantılı eviriciler ayrıca; Şebeke Komütasyonlu
Evirici (ŞKE) (Doğal komütasyonlu, line commutated) ve
zorlamalı komütasyonlu (self commutated) evirici olmak
üzere sınıflandırılabilir. Zorlamalı komütasyonlu eviricilerde
Mosfet ve IGBT gibi yüksek hızda çalışabilen yarı iletken
elemanlar kullanılmaktadır. Bu eviricilerde yarı iletken
elemanların iletime ve kesime girme zamanları evirici
tarafından belirlenir [3]. GKE genel olarak zorlamalı
komütasyonlu yapılardır ve 1-5kW güç aralığındaki bir fazlı
şebeke bağlantılı birçok FV uygulamalarda kullanılmaktadır
[4]. H-Köprü yapıya sahip olup darbe genişlik modülasyonu
(DGM) ile yüksek anahtarlamalı olarak sinüsoidal akım
aktarmada kullanılmaktadır [5].
Abstract
This work presents a new topology improved for renewable
energy resources connected to the grid. The proposed
topology is based on Line-Commutated Inverter (LCI). The
conventional LCI circuits are not preferred nowadays
because its injecting current to the grid contains higher
harmonic contents. In this work, the proposed method
eliminates the problems of harmonics in the ac current
injected to grid in the conventional LCI circuits without filter
equipment. It is accomplished owing to the proposed method
capable of sinusoidal current injection. The complete system
has been tested experimentally and the total harmonic
distortion (THD) of the injecting currents to the grid is
achieved less than 5%, which meet IEEE-1547 standards. The
developed single-phase LCI inverter topology is a good
alternative to power transfer from renewable energy sources
(the photovoltaic, fuel cell etc.) to the utility grid.
Şebeke komütasyonlu eviricilerde zorlamalı komütasyonlu
eviricilerin aksine yarı iletken elemanların kesime girmesi için
ayrıca tetikleme yapılmaz, doğal yapısından kaynaklı olarak
içinden geçen sinüsoidal akımın sıfır olmasıyla doğal olarak
kesime kendiliğinden girmektedir [6]. Bu eviricilerde yarı
iletken eleman olarak tristör (SCR) kullanılmaktadır. Tristör
yarı iletken elemanları şebeke komütasyonlu olduklarından
şebeke ile senkronizasyonu kolay olmaktadır. için fazladan
çaba sarf etmeye gerek kalmamaktadır [7]. Burada bir tristör
iletimde iken diğer tristör iletime sokulduğunda iletimde olan
tristörün içinden geçen akım sıfıra düşünceye kadar iletimde
kalmaktadır. Bu sebepten bu tür eviricilerde tristörler sadece
iletime girmesi için tetiklenmektedir [8].
Şebeke komütasyonlu eviricilerin gelişimi 1980 başlarından
itibaren kullanılan elektrik motor sürücü teknolojisine
dayanmaktadır ve genellikle elektik motor uygulamalarında
kullanılmaktadır [2]. Bu eviriciler 1.5 kVA nominal gücünde
bir fazlı sistemlerde kullanılmaktadır [9]. Ancak geçmişte
popüler olmalarına rağmen günümüzde ek olarak filtre
gereksinimleri dolayısıyla pek tercih edilmemektedirler [1].
1. Giriş
FV enerji dönüşüm sistemlerinden elde edilen gücü şebekeye
aktarmak için ara yüz olarak kullanılan şebeke bağlantılı
eviricilerin temel işlevi; FV panelden elde edilen DA akımı
alternatif sinüsoidal akıma çevirmektir [1]. Bu eviriciler
şebekeye eşzamanlı olarak yüksek kalitede sinüsoidal akım
268
Eleco 2014 Elektrik – Elektronik – Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, 27 – 29 Kasım 2014, Bursa
ŞKE’lerin en büyük avantajı şebeke ile kolaylıkla senkronize
olarak çalışmalarıdır, ayrıca basit ve sağlam bir yapıda
olmaları, yüksek verime sahip olmaları ve ucuz olmaları diğer
avantajlarıdır [10]. Fakat bunların yanında dezavantaj olarak;
kare dalga formuna yakın akım aktarmaları sebebiyle fazla
miktarda harmonik içermeleri ve güç faktörlerinin düşük
olmaları (0.6-0.7) sayılabilir [9]. Bu harmonikleri bastırmak
için harmonik filtre devreleri kullanmak gerekmektedir.
Geleneksel ŞKE’nin en büyük dezavantajı, şebekeye aktarılan
akımın sinüs formundan uzak olmasıdır. Burada, aktarılan
akım kontrol edilememekte ve yaklaşık olarak kare-dalga
formunda olmaktadır. Bu yüzden bu eviricilerde şebekeye
aktarılan akımın THB’si % 48.4 ‘e kadar çıkabilmektedir.
Literatürde bir fazlı sistemler için şebekeye güç aktarmada,
ŞKE tekniğinin kullanımı oldukça azdır. Son yıllarda bazı
çalışmalarda yenilebilir kaynaklardan şebekeye güç aktarmada
ŞKE kullanılmıştır. Bu çalışmalarda kullanılan ŞKE devre
yapısı Şekil 1’deki gibidir [9]. Fakat bu çalışmaların tümünde
bazı sakıncalar mevcuttur. Bu çalışmalarda şebekeye aktarılan
akım yaklaşık olarak kare dalga formunda olduğundan dolayı,
akım fazla miktarda harmonik bileşen içermekte ve bu yüzden
Toplam Harmonik Bozunum (THB) seviyesi uluslararası
standartların çok üzerinde olmaktadır [5]. Bundan dolayı
benzer çalışmaların hepsinde maliyetin artmasına ve verimin
düşmesine neden olan harmonik filtre ekipmanları
kullanılmaktadır [7,8,10-14]. Ayrıca bu çalışmaların
bazılarında maksimum güç izleme için tetikleme açısı sürekli
olarak değiştirildiğinden güç faktörü sabit değildir
[7,11,13,14].
Bu çalışmada, Geleneksel ŞKE’nin tüm dezavantajlarını
giderecek, şebekeye sinüsoidal akım aktarabilen, sabit güç
faktöründe çalışabilen akım zorlamalı şebeke komütasyonlu
yeni bir evirici yapısı geliştirilmiştir. Bu çalışmada önerilen
sinüsoidal akım zorlamalı ŞKE devresi Şekil 2’de verilmiştir.
Şekil 2’de görüldüğü üzere devredeki ŞKE modülü ve DC-hat
bobin kısmı, geleneksel olan ŞKE ile aynı yapıya sahiptir.
Önerilen evirici yapısal anlamda geleneksel şebeke
komütasyonlu eviricilerden farklı olarak sinüsoidal akım
aktarma modülü içermektedir. Bu modül iki adet Mosfet ve iki
adet diyottan meydana gelmektedir. Bu modüldeki iki adet
Mosfet histerezis kontrolörden gelen sinyallere göre
anahtarlanarak istenilen referans sinüsoidal akımın akması
sağlanmaktadır. Bu devrenin şebekeye sinüsoidal akım
aktarma özelliği sayesinde THB’nin küçük olması
başarılmıştır.
3. Önerilen bir fazlı akım zorlamalı şebeke
komütasyonlu evirici
Geliştirilen devre basit, sağlam ve düşük maliyetli olması
nedeniyle yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen gücü
şebekeye doğrudan aktarmak için de iyi bir alternatif olacaktır.
Böylece daha önceki yıllarda akımdaki THB’nin yüksek
olması sebebiyle tercih edilmeyen ŞKE’nin dezavantajları
giderilmiştir.
2. Geleneksel bir fazlı şebeke komütasyonlu
evirici
Geleneksel bir fazlı ŞKE için literatürde kullanılan devre
yapısı Şekil 1’de verilmektedir. Şekil 1’den de görüldüğü
üzere, bir fazlı ŞKE dört adet tristör elemanından
oluşmaktadır. Bu tür devreler küçük güçlü enerji üretim
kaynakları olan FV, yakıt pili ve rüzgar gibi kaynaklardan
şebekeye güç aktarmak için kullanılabilmektedir [10].
Sinüsoidal Akım Aktarma
Modülü
L
Burada, Vd gerilimi Denklem (1)’deki gibi hesaplanmaktadır.
Bu devrede tristör tetikleme açısı, 90° < α < 180° arasında
olduğunda; Vd gerilimi pozitif olmakta ve IL akımı bu
gerilime göre ters yönde akmaktadır. Bu yüzden tristör
köprüsünün çıkış gücü Pdc negatif değer almaktadır. Bu
aralıkta dönüştürücü evirici modunda çalışmaktadır. Bu
durumda; güç akışı DC kaynaktan şebekeye doğru olur. Başka
bir deyişle ŞKE evirici modunda çalıştığında Pdc negatif değer
alacağından şebeke tarafına enerji akışı olduğu anlamına gelir.
cos
IL
D2
S2
ŞKE Modülü
DA-Hat Bobini
DA
Kaynak +
Va
Vdc
D1
S1
T1
T4
igrid
Vd
Trafo
220 / 16.8 V
T2
+
Şebeke
T3
Şekil 2: Önerilen sinüsoidal akım zorlamalı bir fazlı ŞKE
devresi.
(1)
DC-link bobini enerji aktarma ara elemanı olarak
kullanılmaktadır. Burada geleneksel ŞKE’lerden farklı olarak
şebekeye sinüs formunda akım aktarmak için sinüsoidal akım
aktarma modülü eklenmiştir.
Burada; Vm şebeke geriliminin tepe değerini α ise tetikleme
açısını temsil etmektedir.
L
+
iL
DC +
Source
T1
Vd
Filter
T2
Tüm sistemin çalışmasını özetleyen blok diyagram Şekil 3’te
verilmiştir. Bu blok diyagramından rahatlıkla görüleceği üzere
önerilen sistem ŞKE modülü, DC-hat bobini, Histerezis
kontrolör tarafından denetlenen sinüsoidal akım aktarma
modülü, trafo (220/16.8V) ve Mikrodenetleyici devreden
meydana gelmektedir.
T4
Grid
T3
-
Şekil 1: Geleneksel bir fazlı ŞKE yapısı.
269
Eleco 2014 Elektrik – Elektronik – Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, 27 – 29 Kasım 2014, Bursa
Sinusoidal A
Akım
Aktarma Mod
dulü
DC-Hat Bobini
L
DC +
Source
High
Frequencyy
Switching
3. Sinüsoidal akım aktarma m
modülü
3.3
ŞKE Modül
Hissterezis kontrol algoritması kkullanılarak mikrodenetleyici
m
i
içerisinde sürme sinyalleri üretiilir. Sinüsoidal akım aktarmaa
mo
odülü bu siny
yalleri kullannarak Mosfetleer aracılığıylaa
şeb
bekeye sinüs formunda akım aaktarma işlevini yerine getirir..
Bu modül iki ad
det yüksek hızzlarda anahtarlama yapabilenn
kon
ntrollü eleman olan Mosfet vve 2 adet kon
ntrolsüz elemann
olaan diyotlardan oluşmaktadır. Mosfet sürme devresi içinn
opttik izoleli TLP2
250 entegresi kuullanılmıştır.
LCI
(Line Commutated
Inve rter)
iL
Step-up
Transformer
Grid
S1,S2
ZCD
S1,S2
T
T1-T4 Gate Signals
ADC
Sin(t)
Hysteresis
Current Contro
oller
Firing Signals
iL
∑
Denetleyici Birim
(DsPIC30F3011)
iLreff
+
irefm ax
Transform
m to
Rectified
sinusoidal
waveform
m
Delay
3.4
4. Sıfır Geçiş Algılama
A
(SGA
A)
αref
Şeb
beke bağlantıllı sistemlerdee; şebeke geriliminin sıfırr
geççişlerini tespit etmek için Faaz kilitleme döngüsü (Phasee
loccked loop) ve Sıfır
S
geçiş algılaama (Zero-crosssing detection))
tek
knikleri kullanıllmaktadır. Bu ççalışmada sıfır geçiş algılamaa
dev
vresi olarak Şeekil 4’de gösterrilen devre kulllanılmıştır. Buu
dev
vrede şebeke geriliminin sııfır geçişlerind
de elde edilenn
siny
yal, referans sinyal
s
oluşturm
mak ve tristörlerin tetiklemee
siny
yallerini elde etmek amacıyla kullanılmıştır. Referans sinüss
siny
yalini istenilen
n faz açısında doğru şekilde oluşturmak vee
tetiikleme sinyalleerinin mikrodeenetleyici prog
gram akışındann
bağ
ğımsız olmasıı için SGA
A devresinin çıkış sinyalii
DsP
PIC30F3011 mikrodenetleyic
m
cisine donanım
msal harici dış-kessme sinyali olarrak girilmiştir.
Şekil 3: Öneriilen bir fazlı sin
nüsoidal akım zorlamalı
z
ŞKE bblok
diy
yagramı.
Bu devredekki trafo şebek
ke gerilimi uyumu
u
gerekttiren
durumlarda kuullanılmaktadırr. Eğer DA kaaynak yeteri kaadar
büyük ise ddevre doğrudan
n şebekeye bağlanabilmekte
b
edir.
Denetleyici biirim, tristörlerin
n ne zaman ileetime gireceğinni ve
Mosfetlerin dde iletim ve keesim zamanların
nı belirlemektee ve
buna göre koontrol işaretlerii üretmektedir. Önerilen devrrede
sistemin konntrolü için DssPIC30F3011 mikrodenetleyiicisi
kullanılmıştır.
3.1. Denetleyyici birim
DA kaynaktaan şebekeye olan
o
güç akışı iki adet Moosfet
aracılığıyla m
mikrodenetleyicci tarafından üretilen referrans
akıma göre koontrol edilmekttedir. Blok diy
yagramdaki akııştan
da anlaşılacağğı üzere, mikro
odenetleyici için
nde referans akkımı
üretmek için ööncelikle; şebeke ile senkroniizasyonu sağlam
mak
için sıfır geçiiş algılama (SG
GA) devresi ku
ullanılarak, şebbeke
geriliminin sıffır geçiş anları sürekli
s
olarak teespit edilir ve bbuna
göre çıkış üreetir. Bu çıkış mikrodenetleyiiciye harici keesme
(interrupt) girrişi olarak verilmektedir. Böy
ylelikle denetleeyici
içerisinde ilk aşamada şebeeke ile senkro
onize, birim siinüs
sinyali oluşturrulur. Daha so
onra istenilen güç
g faktörüne ggöre
belirlenen α tetikleme açısıı değeri kadarr bir faz farkıı ile
ötelenmiş sinüüs sinyali elde edilir.
e
Ötelenm
miş olan bu sinyyalin
mikrodenetleyyici içerisindee doğrultulm
muş sinüs şşekli
oluşturulur. B
Burada elde edilen sinyall DC-hat boobini
üzerinden geççmesini istediğ
ğimiz akım ile aynı fazda biirim
sinyaldir. Şebbekeye aktarm
mak istediğimizz akım (ILref), bir
önceki aşamadda elde edilmişş birim sinyal ille dışarıdan girrilen
istenilen genliikteki bir ILrefmax katsayısı ile çarpılarak ürettilir.
DA-hat bobinni üzerinden LA
A-25np akım algılayıcısı
a
devvresi
vasıtasıyla ölççülen IL bobin akımı
a
mikroden
netleyicinin anaalog
dijital dönüşttürücü (ADC) portundan algılanarak
a
sayyısal
sinyale dönüşştürülür. Denetleyici içerisind
de oluşturulan ILref
referans akımıı ile ölçülen IL akımı karşılaşttırılarak fark akkımı
elde edilir. Buu fark akımı histerezis
akım kontrolör bloğğuna
h
girilir ve dahha önceden bellirlenmiş olan hata bandına (ΔI)
göre Mosfet’ller için sürmee sinyalleri ürretilir. Denetleeyici
kısmı için Microchip firmasına aitt DsPIC30F33011
denetleyicisi kkullanılmıştır.
Şekil 4: Sıfır geçiş algıllama (SGA) devresi.
4.. Deneysel çalışmalar
Ön
nerilen ŞKE yapısının kontrool ve sürücü kartının genell
preensip şeması Şeekil 5’de verilm
miştir. Deneyseel çalışmalardaa
Çizzelge 1’de verilen herhangi birr α tetikleme aççısı ve farklı ikii
Iref akımı için önerilen ŞKE
E’nin deneyseel çalışamalarıı
yap
pılmıştır. Diğer devre par
arametreleri; DA-hat
D
bobinn
end
düktansı L = 5 mH, bobin iç ddirenci r = 0.4 Ω, DA kaynakk
gerrilimi Vdc = 25
5.6 V, şebeke gerilimi Vgrid = 16.8 V vee
toleerans bant ΔI=0
0.2 A olarak seççilmiştir.
3.2. ŞKE mod
dülü
Dört adet tam
m kontrollü trisstör köprüsündeen oluşmakta oolan
de sabit tetikleeme
ŞKE modülünnde tristörler 90°’nin
üzerind
9
açısında iletim
virici modunda çalışması sağlaanır.
me sokularak ev
nılmıştır. Tristöörün
S serisi kullan
Burada tristörr olarak IXYS
tetiklemesi içiin MOC3021 optotriyak kulllanılarak tetikleeme
devresi tasarlaanmıştır.
270
Eleco 2014 Elektrik – Elektronik – Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, 27 – 29 Kasım 2014, Bursa
Vcc
Sıfır Geçiş
Algılama Devresi
(Zero Crossing
Circuit)
Akım Algılama
Devresi
11
A
N
A
L
O
G
G
İ
R
İ
Ş
32
E
DsPIC
30F30011
P
O
R
T
U
TRİS
STÖR
Tetik
kleme
Siny
yalleri
MOS
SFET
Tetik
kleme
Sinyalleri
Optik Yalıtımllı
TRİSTÖR Sürüccü
Devresi
(MOC 3021)
MOSFET
Sürücü
Devresi
(TLP250)
Sistem Kontrolör
12
31
13
14
Şekil 5: Önnerilen sinüsoiddal akım zorlam
malı ŞKE devressi
kontroll ve sürücü karttının genel pren
nsip şeması.
(b) α=145° ve Iref =4 A iiçin Vd ve iL değ
ğişimi
Tetikleme açısı α = 145° saabit güç faktörründe, Iref =4 A ve
Iref =2.4 A olarrak girilen iki farklı
f
referans akımı
a
için şebekkeye
aktarılan akım
m, şebeke geriliimi, bobin üzerrinden geçen aakım
(IL), şebeke taarafındaki gerillim (Vd), DA tarafındaki
t
gerrilim
(Va), şebeke taarafına aktarılann aktif güç değ
ğişimleri Şekil 66’da
verilmiştir. Şeekil 7’de α = 145° ve Iref =4
4 A için şebekkeye
aktarılan akım
mın toplam harm
monik bozunum
mu (THBi) grafiiksel
olarak verişmiiştir. Önerilen ŞKE’nin bu iki farklı durum için
giriş ve çıkışş güçleri, güç faktörleri ve toplam harmoonik
bozunumları (THB) sayısal olarak
o
çizelge 1’de özetlenmişttir.
Çizelgge 1: Deneysel parametreler ve sonuçlar
Şebekeye akktarılan akım (Igrid
g )
α = 145°
Iref =2. 4A
Iref = 4A
A
2.4 A
4A
Şebekeye aaktarılan Aktif güç
(Pgrid)
32.25 W
53.2 W
DA kaynak ggücü (Pdc)
38.16 W
68.1 W
-0.819
-0.79
%4.15 W
% 2.800
Güç faktörü (cos φ)
Akım
Tooplam
Harm
monik
Bozunumu ((%THBi)
5° ve Iref =4 A iççin Vavr ve iL deeğişimi
(c) α=145
(d) α=145° ve
v Iref = 2.4 A iççin Vgrid ve igridd değişimi
Şekil 6: Çizelg
ge 1 parametrelleri için deneysel sonuçlar.
(a) α=1145° ve Iref =4 A için Vgrid ve igrid
g değişimi
271
Eleco 2014 Elektrik – Elektronik – Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, 27 – 29 Kasım 2014, Bursa
A. and Rao P. M., “A Simplee
[7] Lavanya V., Gounden N. A
Controller using
u
Line C
Commutated Inverter withh
Maximum Power
P
Trackinng for Wind-Driven Grid-Connected Permanent Magnnet Synchronou
us Generators”,,
International Conference oon Power Electtronics, Drivess
and Energy Systems
S
, New D
Delhi, 12-15 Dec. 2006.
nic Interface forr
[8] Pilli V. P. B., Bhamu M., “PPower Electron
Grid-Connected PV array using SEPIC Converter andd
Line-Commu
utated Inverterr with MPPT””, Internationall
Journal of Engineering
E
Reesearch & Tech
hnology, 2013,,
2(2), 1-6.
6., ‘Photovoltaiics in Building
gs’, in Sick, F.,,
[9] IEA Task 16
Erge., T. (Ed.), 1995
0] M. Calais , J. Myrzik , T. Spooner and V. G..
[10
V
Agelidis, “Inverters for singgle-phase grid connected PV
n overview”, Proc. IEEE 33rd Annu..
systems an
PESC, Cairn
ns, Australia, 233-27 Jun. 2002.
[11
1] Shanthi T. and
a Gounden N
N. G. A., “Power Electronicc
Interface forr Grid-Conneccted PV array
y using Boostt
Converter an
nd Line-Comm
mutated Inverteer with MPPT,,
International Conference oon Intelligent and Advancedd
Systems”, Kuala
K
Lumpur, Malaysia 25-28 Novemberr
2007.
[12
2] Arjun A. et al., “A power electronic con
ntroller for PV-nnected system with single parrameter sensingg
tied Grid-con
for mppt ussing boost connverter and lin
ne-commutatedd
inverter”, Su
ustainable Eneergy Technolo
ogies (ICSET),,
Kathmandu, Nepal 24-27 Seept. 2012.
[13
3] Gounden N. A., Sabitha A. PP., Nallandula H., S. Krithiga,,
T using line-“Fuzzy logic controller with MPPT
g
connectedd
commutated inverter for three-phase grid
Elsevier, Renewable energy,,
photo-voltaicc systems”, E
2009, 34, 909
9-915.
[14
4] Krithiga, S.,, Gounden, N
N. G. A., “Pow
wer electronicc
configuration
n for the operatiion of PV systeem in combinedd
grid-connecteed and stand-aalone modes”,, IET Powerr
electronics, 2014,
2
7(3), 640 -647.
Şekil 7: α=145° ve Iref = 4 A için şebekeyee aktarılan akım
mın
ttoplam harmoniik bozunumu (T
THBi)
5. Sonuçlar
S
Bu çalışmadda yenilenebillir enerji kaynaklarından eelde
edilen gücü şebekeye akttarmada kullaanılan gelenekksel
ŞKE’nin tüüm dezavantaajlarını giderrecek, şebekkeye
sinüsoidal aakım aktarabbilen, sabit güç faktörüünde
çalışabilen aakım zorlamaalı şebeke kom
mütasyonlu yyeni
bir evirici yyapısı önerilm
miştir. Bu eviiricinin deneyysel
çalışmaları bbelirli tetikleeme açısı vee farklı referrans
akımları içinn gerçekleştiirilmiş olup sonuçlarına yer
verilmiştir. E
Elde edilen sonuçlardan
s
önerilen
ö
ŞKE’’nin
şebekeye akttardığı akımddaki THB sev
viyesi IEEE-15547
uluslararası
standarddının
altıında
kalddığı
malı
gözlemlenmiiştir. Önerilenn sinüsoidal akım zorlam
ŞKE’nin şeebekeye sinüüsoidal akım aktarmada iyi
sonuçlar verddiğinden dolayyı, bu evirici fotovoltaik,
f
yaakıt
pili,
rüzgaar
enerjisi
gibi
yen
nilebilir
ennerji
kaynaklarınddan elde edilen DA geerilimi şebekkeye
aktarmak içinn iyi bir alternnatif olacaktır..
6. Kaynaklar
K
[1] Kjaer S. B., Pederson J.. K., Blaabjerg, F., “A Review
w of
Single-Phhase Grid-Connnected Inverterrs for Photovolltaik
Modules"", IEEE Transsactions on Ind
dustry Aplicatiions,
2005, 41((5), 1292-1306..
[2] M. H. Raashid, “Power Electronics:
E
Circuits, Devices, and
Applicatiions”, 2nd ed.E
Englewood Cliffs, NJ: PrentticeHall, 19993.
[3] Sahan, B
B., Araújo, S.,, Nöding, C. and Zacharias P.,
“Comparrative Evaluatioon of Three-Phaase Current Souurce
Inverters for Grid Interfacing of Distributed and
S
IEE
EE Trans. Poower
Renewabble Energy Systems”,
Electroniics, 2011, 26, (88), pp 2304-231
18
R. Enslin and P. J. M. Heskes, “Harmoonic
[4] J. H. R
interactioon between a laarge number off distributed poower
inverters and the distribution
d
neetwork” , IE
EEE
Transactiions on Powerr electronics, 2004,
2
19(6), 155861593.
[5] IEEE SStandard forr Interconneccting Distribuuted
Resourcees With Electrric Power Sysstems, IEEE Std.
1547.2, 22008.
[6] Bodur H
H., “Güç Elektrroniği”, rd Edition, 2002, Birrsen
Yayınevi, İstanbul, 20100 ISBN: 975-51
11-546-7.
272