Improving the quality of energy using an active power filter with zero direct power command control related to a photovoltaic system connected to a network

Abstract

This article’s subject is a dual function energy system that improves the quality of the electric energy with help of an active power filter and uses a new technique of command named ZDPC (Zero Direct Power Command) on one hand, and on the other hand it injects the photovoltaic (PV) renewable energy to the electrical networks in the presence of non-linear charges. The novelty of the work consists in the subtraction of disturbances resulting from the non-linear charges is provided by an active power filter based on a new ZDPC method. Methods. This strategy combines a classic PI controller for DC bus voltage regulation with a smart method to maximum power point tracking (MPPT) of power based on fuzzy logic. Purpose. The elimination of the undesirable harmonics from the source currents makes the current almost sinusoidal with a harmonic distortion rate close to 1 %. The injection of PV energy into the electrical grid is provided by a PV panel in series with a chopper through a two-state inverter. Results. This system is simulated using MATLAB/Simulink software. The results prove the robustness and feasibility of the ZDPC control which simultaneously guarantees the compensation of harmonic currents, the correction of the power factor and the injection of the solar power into the electrical grid.

Предметом цієї статті є енергосистема подвійного призначення, що покращує якість електроенергії за допомогою фільтра активної потужності та використовує, з одного боку, нову техніку управління під назвою ZDPC (Zero Direct Power Command), а з іншого боку, фотоелектричні відновлювані джерела енергії в електричні мережі за наявності нелінійних зарядів. Новизна роботи полягає в тому, що віднімання перешкод, що виникають від нелінійних зарядів, забезпечується фільтром активної потужності на основі нового методу ZDPC. Методи. Ця стратегія поєднує класичний ПІ-регулятор для регулювання напруги на шині постійного струму з інтелектуальним методом відстеження точки максимальної потужності (MPPT) на основі нечіткої логіки. Мета. Усунення небажаних гармонік із струмів джерела робить струм майже синусоїдальним з коефіцієнтом гармонічних спотворень, близьким до 1 %. Подача фотоелектричної енергії в електричну мережу забезпечується фотоелектричною панеллю, послідовно з’єднаної з переривником через інвертор з двома станами. Результати. Ця система моделюється за допомогою програмного забезпечення MATLAB/Simulink. Результати доводять надійність та здійсненність управління ZDPC, яке одночасно гарантує компенсацію гармонічних струмів, корекцію коефіцієнта потужності та подачу сонячної енергії в електричну мережу.