Contribution to the Study of the Performance of Z-Source Converters

Abstract

تزداد أنظمة التوليد الموزع (DG) اعتمادًا على استراتيجيات التحكم المتقدمة لدمج مصادر الطاقة المتجددة بشكل فعال . تعالج هذه الأطروحة هذه الحاجة من خلال استكشاف إمكانات مقومات المصدر (Z (ZSIS ومقومات المصدر 2 شبه (qZSIs) كمقومات مصدر الإعاقة (ISIS) لتطبيقات التوليد الموزع. يبحث البحث أربعة أهداف رئيسية 1 تحليل مقارن لطوبوغرافيات : ZSI/qZSI يقيم تحليل يستند على المحاكاة قدرة ZSI/qZSI مع المحاثات المؤتلة على رفع الجهد يحلل معايير رئيسية مثل مكسب الجهد وإجهاد مفتاح العاكس وعدد المكونات وتموج التيار الحتي. 2 مراجعة استراتيجيات التعديل : يتم إجراء مراجعة شاملة لاستراتيجيات التعديل الحالية لمقومات المصدر 2 ثلاثية الطور (ZSqZSIS) توفر هذه المراجعة تقييما مقارنا لمزاياها وقيودها وملاءمتها للتطبيقات المختلفة. .3 تعديل متجه الفضاء ثلاثي الأبعاد جديد : (3DZSVM) يتم تقديم تقنية تعديل متجه الفضاء ثلاثي الأبعاد (SVM) جديدة مصممة خصيصا لمقومات المصدر 2 شبه رباعية الأرجل (4L-ZSIS) تعمل هذه الطريقة المسماة DZSVM3 على تحسين الأداء العام، خاصة في التشغيل في الحالة المستقرة وتقليل التشويه التوافقي توضح المحاكاة مزايا كبيرة لـ 3 DZSVM على تقنيات PWM القائمة على الناقل التقليدية. .4 التحكم البسيط المباشر بالطاقة التنبؤية : (PDPC) يتم اقتراح استراتيجية PDPC جديدة لأنظمة الفولطاضيائية المتصلة بالشبكة (PV) باستخدام qZSIs تعمل هذه الطريقة بتردد تبديل ثابت ولا حاجة إلى عامل ترجيح إنها تستخدم تقنية تعديل متجهة فراغية مبسطة لاختيار ناقلات التبديل المثلى تؤكد المحاكاة أن PDPC يتعقب ويولد الطاقة القصوى بفعالية من نظام PV ، حتى مع ديناميكيات متغيرة بسرعة بالإضافة إلى ذلك ، فهي تضمن خرج الجهد المتردد المطلوب وتحكما فائقا في كل من مراجعات القوة الفعالة والقوة التفاعلية مع تقليل تموج الطاقة. ذ The fact growing for advanced control strategies in Distributed Generation (DG) systems by harnessing the potential of Z-source inverters (ZSIs) and quasi-Z-source inverters (qZSIs) as a powerful type of Impedance Source Inverter (ISI). To achieve this, the research explores four key objectives. Firstly, a comparative analysis through simulations evaluates the ability of ZSI/qZSI with switched-inductors to boost voltage, considering factors like voltage gain and component count. Secondly, a comprehensive review assesses existing modulation techniques for ZSI/qZSIs. Thirdly, a novel three-dimensional space vector modulation (3DZSVM) technique specifically designed for four-leg qZSIs (4L-qZSIs) is introduced. This method improves overall performance, particularly in steady-state operation and reduced harmonic distortion. Finally, a novel simplified predictive direct power control (PDPC) strategy for grid-tied photovoltaic (PV) systems using qZSIs is proposed. This method operates with a fixed switching frequency and achieves superior power tracking and grid integration. The research presented here, substantiated by detailed explanations, analyses, and simulation results, advances the development of ZSI/qZSI control for DG systems, paving the way for their wider adoption in building robust and efficient renewable energy integration solutions.