بهینه سازی اعوجاج هارمونیکی کل ولتاژ و جریان در اینورترهای چند-سطحی آبشاری با استفاده از برنامه ریزی درجه دوم تکراری

با توجه به تلفات کلیدزنی و هارمونیک هایی که در کلیدزنی وجود دارد، در کاربردهای توان متوسط و توان بالا، باید فرکانس کلیدزنی کلیدها پایین باشد و از طرفی اعوجاج هارمونیکی کل (THD) ولتاژ و جریان نیز مطابق استانداردهای معتبر در کمترین مقدار ممکن قرار گیرد. به همین دلیل امکان استفاده از روش های رایج مدولاسیون پهنای پالس (PWM) سینوسی مبتنی بر موج حامل یا PWM بردار فضایی که دارای فرکانس کلیدزنی بالایی هستند، وجود ندارد. روش های مدولاسیون پهنای باند بهینه PWM ، برای اینورترهایی که از  مدولاسیون پله استفاده می کنند منجر بهTHD  ولتاژ خروجی کمتری نسبت به دیگر روش های رایج مدولاسیون می شوند. اما یکی از معایب بسیار مهم این روش ها محاسبه زاویه های کلیدزنی بهینه است که بایستی در جدول سوئیچینگ به دنبال آنها گشت که این امر کاربرد PWM بهینه را محدود می نماید. در این مقاله راهکاری ارائه شده است که زاویه های کلیدزنی با استفاده از روش برنامه ریزی درجه دوم تکراری که یکی از روش های کاربردی برای حل تکراری مسایل بهینه سازی با قیود غیر خطی می باشد بدست می آید و در مقایسه با روش های برنامه ریزی درجه دوم تکراری موجود، در هر تکرار زاویه های کلیدزنی را با حل زیر مسئله های درجه دوم با قیود تساوی و دستگاه های معادلات خطی می یابد. و همچنین تحت شرایط مناسب، همگرایی سراسری و همگرایی مجانبی دارای سرعت، دقت و کارایی بیشتری می باشد و نیاز به زمان و حافظه زیاد برای بدست آوردن زاویه های کلیدزنی نیست. همچنین THD ولتاژ و جریان در یک اینورتر چند-سطحی آبشاری سه فاز با مدولاسیون پله حداقل می شود. زاویه های کلیدزنی مطلوب منجر به حداقل شدن فرکانس کلیدزنی، تلفات کلیدزنی و THD ولتاژ و جریان خواهند شد. همچنین کلیدهای قدرت در هر دوره تناوب، تنها یک بار قطع و وصل می شوند. کارآیی راهکار پیشنهادی از طریق مطالعات شبیه سازی در نرم افزار متلب ارزیابی می شوند.

Keywords:

مدولاسیون پله , برنامه ریزی درجه دوم تکراری , اینورتر چند سطحی , هارمونیک های توزیع شده