V této kvalifikační práci je prezentován návrh laboratorního prototypu vícehladinového měniče, který slouží pro připojení fotovoltaické elektrárny k síti. V úvodu práce jsou popsány základní vlastnosti navrženého řešení a dále jsou uvedeny algoritmy řízení a matematický model vícehladinového střídače. Cílem práce je porovnat výkon navrhovaného kaskádního měniče s běžně rozšířenou technologií sériově spojených panelů a jednoho střídače. Výstupy jednotlivých prvků kaskády jsou spojeny sériově a výsledný signál je přenášen do jednofázové
sítě. Tento přístup umožňuje získat energii s vyšší účinností a minimalizovat negativní vliv zastínění fotovoltaických panelů. V rámci práce byla provedena simulace, vytvořen prototyp a naměřena data za různých podmínek. Závěr práce obsahuje porovnání navrhované technologie s běžně užívanou a zhodnocení přínosů navrženého řešení.
Anotace v angličtině
This qualification thesis presents a design of a laboratory prototype of a multilevel converter that is used for connecting a photovoltaic power plant to the grid. The introductory section describes the basic properties of the proposed solution, and algorithms for controlling the multilevel inverter and its mathematical model are also presented. The aim of the work is to compare the performance of the proposed cascaded converter with the commonly used technology of serially connected panels and single inverter. The outputs of the individual elements of the cascade are connected in series, and the resulting signal is transmitted to a single-phase grid. This approach allows for obtaining energy with higher efficiency and minimizing the negative impact of shading on photovoltaic panels. Simulations were conducted, a prototype was built, and data were measured under different conditions as part of this work. The conclusion includes a comparison of the proposed technology with the commonly used one and an evaluation of the benefits of the proposed solution.
V této kvalifikační práci je prezentován návrh laboratorního prototypu vícehladinového měniče, který slouží pro připojení fotovoltaické elektrárny k síti. V úvodu práce jsou popsány základní vlastnosti navrženého řešení a dále jsou uvedeny algoritmy řízení a matematický model vícehladinového střídače. Cílem práce je porovnat výkon navrhovaného kaskádního měniče s běžně rozšířenou technologií sériově spojených panelů a jednoho střídače. Výstupy jednotlivých prvků kaskády jsou spojeny sériově a výsledný signál je přenášen do jednofázové
sítě. Tento přístup umožňuje získat energii s vyšší účinností a minimalizovat negativní vliv zastínění fotovoltaických panelů. V rámci práce byla provedena simulace, vytvořen prototyp a naměřena data za různých podmínek. Závěr práce obsahuje porovnání navrhované technologie s běžně užívanou a zhodnocení přínosů navrženého řešení.
Anotace v angličtině
This qualification thesis presents a design of a laboratory prototype of a multilevel converter that is used for connecting a photovoltaic power plant to the grid. The introductory section describes the basic properties of the proposed solution, and algorithms for controlling the multilevel inverter and its mathematical model are also presented. The aim of the work is to compare the performance of the proposed cascaded converter with the commonly used technology of serially connected panels and single inverter. The outputs of the individual elements of the cascade are connected in series, and the resulting signal is transmitted to a single-phase grid. This approach allows for obtaining energy with higher efficiency and minimizing the negative impact of shading on photovoltaic panels. Simulations were conducted, a prototype was built, and data were measured under different conditions as part of this work. The conclusion includes a comparison of the proposed technology with the commonly used one and an evaluation of the benefits of the proposed solution.
Sestavte laboratorní prototyp kaskádního vícehladinového měniče, kde každý stejnosměrný obvod je napájen samostatně malým fotovoltaickým panelem.
Navrhněte algoritmy řízení vícehladinového měniče, které zajistí maximální výtěžnost jednotlivých fotovoltaických panelů (MPPT) a generaci jednofázového napětí požadované velikosti a frekvence.
Proveďte implementaci navržených algoritmů pomocí řídicí jednotky s mikrokontrolérem.
Proveďte měření na oživeném laboratorním prototypu připojeném k jednofázové síti a proveďte zhodnocení přínosu vícehladinového měniče vůči běžně rozšířené technologii dvouhladinového měniče napájeného sériově spojenými fotovoltaickými panely.
Zásady pro vypracování
Sestavte laboratorní prototyp kaskádního vícehladinového měniče, kde každý stejnosměrný obvod je napájen samostatně malým fotovoltaickým panelem.
Navrhněte algoritmy řízení vícehladinového měniče, které zajistí maximální výtěžnost jednotlivých fotovoltaických panelů (MPPT) a generaci jednofázového napětí požadované velikosti a frekvence.
Proveďte implementaci navržených algoritmů pomocí řídicí jednotky s mikrokontrolérem.
Proveďte měření na oživeném laboratorním prototypu připojeném k jednofázové síti a proveďte zhodnocení přínosu vícehladinového měniče vůči běžně rozšířené technologii dvouhladinového měniče napájeného sériově spojenými fotovoltaickými panely.
Seznam doporučené literatury
1. P. M. Lingom, J. Song-Manguelle, D. L. Mon-Nzongo, R. C. C. Flesch and T. Jin, "Analysis and Control of PV Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter With Failed Cells and Changing Meteorological Conditions," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 36, no. 2, pp. 1777-1789, Feb. 2021, doi: 10.1109/TPEL.2020.3009107.
Seznam doporučené literatury
1. P. M. Lingom, J. Song-Manguelle, D. L. Mon-Nzongo, R. C. C. Flesch and T. Jin, "Analysis and Control of PV Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter With Failed Cells and Changing Meteorological Conditions," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 36, no. 2, pp. 1777-1789, Feb. 2021, doi: 10.1109/TPEL.2020.3009107.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Hodnocení z obhajoby práce
Výborně
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Otázky viz posudek oponenta DP.
Další dotazy a připomínky:
Vaše panely jsou přímo připojeny k střídači? Co by se stalo, kdyby došlo ke zkratu? Jaké jističe byly použity?
Položené dotazy byly diplomantem zodpovězeny správně.