ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Κεφάλαιο 2
Μοντελοποίηση Διασυνδεδεμένου Φωτοβολταϊκού Συστήματος
Από το νόμο τάσεων Kirchhoff προκύπτει:
va
v v Z
1
v 0
0
0
ia Z Z X
L
Z v0
Zva
X X
L
va X
L
Z
L
1
Z
v0
1 1
(2.44)
v
jL
a
f
2
Lf
1 1
Lf
C
f
j
ZL
ZL
1
jC Z
f
L
Η σχέση (2.44) για την ν-οστή αρμονική συνιστώσα γίνεται:
v0_
h
1
v
h
L
a _ h
2 2
f
1 h Lf
C
f
j
Z
L,
h
(2.45)
Η χειρότερη περίπτωση αρμονικών τάσεων στο φορτίο είναι όταν το Z
L,
h
, δηλαδή στο
ανοικτοκύκλωμα. Σε αυτή την περίπτωση, η (2.45) γίνεται:
v0 _ h 1
(2.46)
2 2
v 1 h L C
a _ h f f
Η τάση εξόδου πρέπει να έχει ολική αρμονική παραμόρφωση THD v 5%. Αυτό, έχει
αποδειχθεί ότι επιτυγχάνεται αν η κυριαρχούσα ανώτερη αρμονική συνιστώσα μειωθεί στο
3% της θεμελιώδους συνιστώσας από το φίλτρο εξόδου [2]. Από αυτή τη συνθήκη εξάγεται η
ελάχιστη τιμή της χωρητικότητας C .
0.03 1
v 0.03v
C
v k L C v k L
v
a _ k a _1
2 2 f
2 2
a _ k 1
f f
0.03 a _1
f
a _1
f
(2.47)
Όπου h k δηλώνει την κυριαρχούσα ανώτερη αρμονική συνιστώσα. Η χαρακτηριστική
απόκρισης του φίλτρου σε διάγραμμα Bode παρουσιάζεται στο Σχήμα 2.35. Η συχνότητα 3db
είναι 330Hz αφήνοντας ανεπηρέαστη την τάση στα 50Hz και η κλίση της καμπύλης για
συχνότητες > 330Hz είναι -40db/δεκάδα. Όσο μεγαλύτερος επιλεγεί ο πυκνωτής C τόσο πιο
έντονη είναι η κλίση των -40db/δεκάδα. Για να γίνει κατανοητή η παραπάνω παρατήρηση,
στο Σχήμα 2.36 απεικονίζεται η χαρακτηριστική του φίλτρου για δύο τιμές της
χωρητικότητας C .
f
f
-0
-20
-40
-60
-80
-100
-120
1.0Hz 3.0Hz 10Hz 30Hz 100Hz 300Hz 1.0KHz 3.0KHz 10KHz 30KHz 100KHz 300KHz 1.0MHz
20*LOG10(V(R22:1)/V(L10:1))
Frequency
Σχήμα 2.35 Bode διάγραμμα LC φίλτρου.
41