Naslov (srp)

Komponente snaga i harmonijska izobličenja napona i struja fotonaponskih sistema : doktorska disertacija

Autor

Ikić, Marko, 1986-

Doprinosi

Šekara, Tomislav, 1965-
Saranovac, Lazar, 1966-
Đurišić, Željko, 1972-
Lale, Srđan, 1987-
Žarković, Mileta, 1987-
Mikulović, Jovan, 1968-

Opis (eng)

The global energy crisis and environmental protection have greatly contributed to the mass use andexploitation of renewable energy sources, such as photovoltaic systems, which meet the criteria forclean energy and sustainability. However, due to the nature of solar radiation and its variability, theuse of photovoltaic systems in power grids poses new challenges in maintaining the prescribed qualityof electricity and the reliable and safe operation of the power grid. Through a detailed analysis of theimpact of different level of solar irradiance on the power quality of grid-connected photovoltaicsystems, it has been indicated that low solar irradiance significantly affects the harmonic distortionsof the currents injected into the grid, and thus on the power production from photovoltaic systemswhile maintaining the power factor at a low level (due to comparable production of active and reactivepower). The harmonic distortions of the injected currents depend to a large extent on the topology ofthe inverter/converter through which they are connected to the grid, as well as on the implementationof the control structure that regulates the operation of the converter. Also, the characteristics of thefilter circuit on the grid side of the converter for photovoltaic systems can greatly affect the harmonicdistortions of the current. For these reasons, the problem with the quality of electricity will bepronounced with the massive use of photovoltaic systems, especially in low-voltage distributionnetworks.During the realization of the doctoral dissertation, various research methods were conducted, startingfrom numerical analyses, modelling, simulations, and measuring real quantities on an existingphotovoltaic system. To analyse the impact of grid-connected photovoltaic systems on voltage andcurrent harmonic distortion, the collection, systematization, and detailed analysis of existingknowledge in the field of research were carried out to understand the problems and establishguidelines for the next phases of research. Using the MATLAB/Simulink software package, a modelof a photovoltaic system was developed, and a simulation of the system's operation was formed underdifferent operating conditions to investigate and better understand the impact of various factors onthe power quality at the PCC. The validation and verification of the research were carried out bycomparing the results obtained from modelling with the results obtained based on measurements ona real photovoltaic system.The contribution of these dissertation research lies in the detailed analysis of the impact ofphotovoltaic systems on voltage and current harmonic distortion under different operating conditions,as well as the identification of power quantities injected at the point of common coupling. Newsolutions for improving the power quality as well as improving the power factor of photovoltaicsystems are also given.

Opis (srp)

Globalna energetska kriza i zaštita životne sredine uveliko su doprinijeli masovnoj upotrebi ieksploataciji obnovljivih izvora energije, poput fotonaponskih sistema, koji ispunjavaju kriterijumečiste energije i održivosti. Međutim, zbog prirode sunčevog zračenja i njegove varijabilnosti, upotrebafotonaponskih sistema u elektroenergetskim mrežama postavlja nove izazove u održavanjupropisanog kvaliteta električne energije i pouzdanog i sigurnog rada elektroenergetske mreže.Detaljnom analizom uticaja različitog intenziteta sunčevog zračenja na kvalitet električne energijefotonaponskih sistema povezanih na mrežu, naznačeno je da nizak intenzitet sunčevog zračenjaznačajno utiče na harmonijska izobličenja struja koje se injektiraju u mrežu, a samim tim i na snaguproizvodnje iz fotonaponskih sistema zadržavajući faktor snage na niskom nivou (zbog uporediveproizvodnje aktivne i neaktivne snage). Harmonijska izobličenja struja koje se generišu na izlazufotonaponskih sistema i napona mreže na koju su povezani zavise u najvećoj mjeri od topologijepretvarača preko kojeg su povezani na mrežu, kao i od realizacije upravljačke strukture kojom sereguliše rad pretvarača. Takođe, karakteristike filterskog kola na strani mreže u pretvaraču zafotonaponske sisteme mogu u velikoj mjeri da utiču na harmonijska izobličenja struje. Iz tih razloga,problem sa kvalitetom električne energije će biti izražen pri masovnoj upotrebi fotonaponskihsistema, naročito u niskonaponskoj distributivnoj mreži.Tokom realizacije doktorske disertacije sprovedene su različite metode istraživanja, počevši odnumeričkih analiza, modeliranja, simulacija, do mjerenja realnih veličina na postojećemfotonaponskom sistemu. Uticaji fotonaponskih sistema povezanih na mrežu na harmonijsku distorzijunapona i struje razmatrani su prikupljanjem, sistematizacijom i detaljnom analizom postojećihsaznanja iz oblasti istraživanja u cilju razumijevanja problema i utvrđivanja smjernica za narednefaze istraživanja. Upotrebom softverskog paketa MATLAB/Simulink razvijen je modelfotonaponskog sistema i formirana simulacija rada sistema u različitim radnim uslovima kako bi seistražio i bolje razumio uticaj različitih faktora na kvalitet električne energije u tački priključenja FNsistema sa mrežom. Validacija i verifikacija istraživanja izvršena je poređenjem rezultata dobijenihmodelovanjem sa rezultatima dobijenim na osnovu mjerenja na konkretnom fotonaponskom sistemu.Doprinos istraživanja doktorske disertacije se ogleda u detaljnoj analizi uticaja fotonaponskih sistemana harmonijska izobličenja napona i struja pri različitim uslovima eksploatacije i u identifikacijikomponenti snaga koje se injektiraju u tački priključenja na mrežu. Takođe su od značaja i novarješenja za poboljšanje kvaliteta električne energije i popravku faktora snage fotonaponskih sistemakoja se zasnivaju na upotrebi distribuiranih statičkih kompenzatora.

Opis (srp)

Tehničke nauke - Elektrotehnika - Elektroenergetski sistemi / Technical science – Electrical engineering - Power Systems Datum odbrane: 11.09.2023.

Jezik

srpski

Datum

2023

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Elektroenergetski sistemi

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Obnovljivi izvori energije

renewable energy sources, photovoltaic system, solar irradiance, power quality, harmonic distortion, power factor, modelling, simulation, MATLAB

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Elektroenergetski sistemi

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Obnovljivi izvori energije

obnovljivi izvori energije, fotonaponski sistemi, solarna iradijansa, kvalitet električne energije, harmonijska distorzija, faktor snage, modelovanje, simulacija, MATLAB