ارائه یک الگوریتم کلیدزنی برای جبران‌ساز ولتاژ مبتنی بر مبدل AC-AC بدون نیاز به مدار اسنابر

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر - دانشگاه ارومیه

چکیده

جبران‌ساز سری ولتاژ برای جبران کمبود ولتاژ در سطوح ولتاژ پایین در سیستم‌های توزیع استفاده می‌شود. این جبران‌سازها در حقیقت مبدل‌های سری با شبکه هستند که در صورت کاهش بیش از حد قابل‌قبول ولتاژ، وارد مدار شده و ولتاژ ازدست‌رفته را جبران می‌کنند. در این مقاله، یک الگوریتم برای کلیدزنی جبران‌ساز سری ولتاژ مبتنی بر مبدل AC-AC ارائه می‌شود. در مبدل‌های AC-AC به دلیل استفاده از کلیدهای دوطرفه و لزوم رعایت زمان مرده کلیدزنی، وجود مدارهای اسنابر موازی با کلیدها برای فراهم‌کردن مسیری برای عبور جریان در زمان مرده کلیدزنی (به‌منظور کاهش dv/dt روی کلیدها) ضروری است. مدارهای اسنابر علاوه بر اضافه‌کردن اجزای مدار دارای تلفات نیز هستند. با استفاده از الگوریتم کلیدزنی پیشنهادی، مدارهای اسنابر قابل‌حذف هستند چرا که وجود مسیر جریان در هر لحظه زمان و از جمله در حین کلیدزنی تضمین می‌شود. برای اثبات کارایی الگوریتم پیشنهادی نتایج شبیه‌سازی نرم‌افزاری ارائه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

A Switching Algorithm for AC-AC Converter Based Voltage Compensator without Using Snubber Circuit

نویسندگان [English]

  • M. Farhadi-Kangarlu
  • S. Galvani
Faculty of Electrical and Computer Engineering, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

Series voltage compensation is used in low-voltage distribution system to compensate for voltage variations. The compensators are indeed series-connected converters which inject the missing voltage in series to the grid in case of voltage sag. In this paper, a switching algorithm for AC-AC converter based voltage compensator is proposed. As the bidirectional AC power electronic switches are used in the AC-AC converters, considering the switching dead-time, snubber circuits should be used in parallel with the switches to provide a current path during the dead-time and hence to reduce the dv/dt stresses on the switches. The snubber circuits increase the circuit elements and have their own power losses. Using the proposed switching algorithm, the snubber circuits could be eliminated since a current path is always (including the dead-time) guaranteed. In order to evaluate the proposed algorithm, the simulation studies and discussions are presented.

کلیدواژه‌ها [English]

  • voltage compensator
  • voltage sag
  • snubber circuit
  • AC-AC converter
  • switching algorithm

مراجع

[1]      M. Farhadi-Kangarlu, E. Babaei, and F. Blaabjerg, "A comprehensive review of dynamic voltage restorers," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 92, pp. 136-155, 2017.
[2]      سید حسین طباطبائی و علیرضا جلیلیان، "کنترل بازیاب دینامیکی ولتاژ مبتنی بر فیلتر شکافی تطبیقی و میراسازی فعال به‌منظور بهبود کیفیت توان" مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 44، شماره 2، صفحات 23-34، تابستان 1393.
[3]      محمد فرهادی کنگرلو، جبران‌سازی کم‌بود و بیش‌بود ولتاژ با استفاده از DVRهای مبتنی بر مبدل‌های AC-AC مستقیم، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تبریز، تبریز، 1389.
[4]      V. B. Bhavaraju and P. Enjeti, "A fast active power filter to correct line voltage sags," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 41, no. 3, pp. 333-338, 1994.
[5]      S. M. Hietpas and M. Naden, "Automatic voltage regulator using an AC voltage-voltage converter," IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 36, no. 1, pp. 33-38, 2000.
[6]      ابراهیم بابائی، محمد فرهادی کنگرلو، "جبران‌کننده دینامیکی کم‌بود ولتاژ در شبکه‌های توزیع برق با استفاده از مبدل ac/ac مستقیم" مجله مهندسی برق مدرس، دوره 11، شماره 5، بهار 1390.
[7]      E. Babaei, M. F. Kangarlu, and M. Sabahi, "Compensation of voltage disturbances in distribution systems using single-phase dynamic voltage restorer," Electric Power Systems Research, vol. 80, no. 12, pp. 1413-1420, 12// 2010.
[8]      J. Perez, V. Cardenas, H. Miranda, and R. Alvarez, "Compensation of voltage sags and swells using a single-phase AC-AC converter," in 30th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society, 2004. IECON 2004, 2004, vol. 2, pp. 1611-1616 Vol. 2.
[9]      K. Lee, H. Koizumi, and K. Kurokawa, "Voltage Sag/Swell Controller by Means of D-UPFC in the Distribution System," in 2006 IEEE 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conference, 2006, vol. 2, pp. 2427-2430.
[10]      E. Babaei and M. Farhadi Kangarlu, "Operation and control of dynamic voltage restorer using single-phase direct converter," Energy Conversion and Management, vol. 52, no. 8–9, pp. 2965-2972, 8// 2011.
[11]      E. Babaei and M. F. Kangarlu, "A new topology for dynamic voltage restorers without dc link," in Industrial Electronics & Applications, 2009. ISIEA 2009. IEEE Symposium on, 2009, vol. 2, pp. 1016-1021: IEEE.
[12]      ابراهیم بابائی، محمد فرهادی کنگرلو، "بازیاب دینامیکی ولتاژ بر پایه مبدل‌های ماتریسی" مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 40، شماره 1، صفحات 1-12، 1389.
[13]      E. Babaei, M. F. Kangarlu, and M. Sabahi, "Mitigation of voltage disturbances using dynamic voltage restorer based on direct converters," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 25, no. 4, pp. 2676-2683, 2010.
[14]      A. Prasai and D. M. Divan, "Zero-Energy Sag Correctors—Optimizing Dynamic Voltage Restorers for Industrial Applications," IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 44, no. 6, pp. 1777-1784, 2008.
[15]      A. Prasai and D. M. Divan, "Zero-Energy Sag Corrector With Reduced Device Count," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 24, no. 6, pp. 1646-1653, 2009.
[16]      X. Fang, G. Gao, L. Gao, and B. Ma, "Three-phase voltage-fed quasi-Z-source AC-AC converter," CES Transactions on Electrical Machines and Systems, vol. 2, no. 3, pp. 328-335, 2018.
[17]      S. Srinivasan and G. Venkataramanan, "Design of a versatile three-phase AC line conditioner," in IAS '95. Conference Record of the 1995 IEEE Industry Applications Conference Thirtieth IAS Annual Meeting, 1995, vol. 3, pp. 2492-2499 vol.3.
[18]      G. Venkataramanan, B. K. Johnson, and A. Sundaram, "An AC-AC power converter for custom power applications," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 11, no. 3, pp. 1666-1671, 1996.
[19]      G. Venkataramanan and B. Johnson, "A pulse width modulated power line conditioner for sensitive load centers," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 12, no. 2, pp. 844-849, 1997.
[20]      X. Fang, G. Gao, L. Gao, and B. Ma, "Three-phase voltage-fed quasi-Z-source AC-AC converter," CES Transactions on Electrical Machines and Systems, vol. 2, no. 3, pp. 328-335, 2018.
[21]      S. Subramanian and M. K. Mishra, "Interphase AC–AC Topology for Voltage Sag Supporter," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 25, no. 2, pp. 514-518, 2010.
[22]      E. Babaei and M. F. Kangarlu, "Cross-phase voltage sag compensator for three-phase distribution systems," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 51, pp. 119-126, 2013.
[23]      S. Jothibasu and M. K. Mishra, "An Improved Direct AC–AC Converter for Voltage Sag Mitigation," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 62, no. 1, pp. 21-29, 2015.
[24]      B. Singh, S. Kumar, and C. Jain, "Damped-SOGI-Based Control Algorithm for Solar PV Power Generating System," IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 53, no. 3, pp. 1780-1788, 2017.
[25]      X. He, H. Geng, and G. Yang, "Reinvestigation of Single-Phase FLLs," IEEE Access, vol. 7, pp. 13178-13188, 2019.
[26]      F. Xiao, L. Dong, L. Li, and X. Liao, "A Frequency-Fixed SOGI-Based PLL for Single-Phase Grid-Connected Converters," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 32, no. 3, pp. 1713-1719, 2017.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار