Power quality enhancement of grid-integrated solar photovoltaic system with unified power quality conditioner

Abstract

To enhance the quality of power and ensure a consistent electricity supply, this study proposes the utilization of a unified power quality conditioner (UPQC) system integrated with solar photovoltaic (PV) technology. The innovation involves single DC-link connecting back-to-back voltage-compensating components arranged in series and shunt, forming the PV-UPQC. The shunt compensator utilizes energy from a PV array to address harmonics in the load current. The objective is to mitigate voltage dips and spikes by injecting voltage that is either in phase with or out of phase with the common coupling point through a series compensator. The method combines the benefits of generating renewable energy to enhance electrical quality. The goal of the paper is the power quality enhancement of grid-integrated solar PV system. The novelty of the proposed work consists of enhancement of grid-integrated solar PV system with UPQC. The purpose of integrating a UPQC into a grid-connected solar PV system is to enhance power quality by mitigating issues such as voltage fluctuations, harmonics and reactive power imbalance. Methods. The proposed topology is implemented in MATLAB/Simulink with grid-integrated solar PV system with UPQC. Results. Integrating UPQC with a grid-connected solar PV system yields substantial improvements in power quality. This includes effectively mitigating voltage fluctuations and harmonics, resulting in smoother operation and reduced disturbances on the grid. Practical value. The proposed topology has proven to be extremely useful for grid-integrated solar PV system with UPQC applications.

Для підвищення якості електроенергії та забезпечення безперебійного електропостачання пропонується використовувати систему уніфікованого стабілізатора якості електроенергії (UPQC), інтегровану із сонячною фотоелектричною (PV) технологією. Інновація включає одиночну лінію постійного струму, що з’єднує зустрічно-паралельні компоненти компенсації напруги, розташовані послідовно, і шунт, утворюючи PV-UPQC. Шунтуючий компенсатор використовує енергію від масиву PV батарей для усунення гармонік струму навантаження. Мета полягає в тому, щоб пом’якшити провали та стрибки напруги шляхом подачі напруги, яке або збігається по фазі із загальною точкою з’єднання, або не збігається по фазі з нею через послідовний компенсатор. Метод поєднує переваги генерації відновлюваної енергії підвищення якості електроенергії. Метою статті є підвищення якості електроенергії інтегрованої в мережу сонячної фотоелектричної системи. Новизна запропонованої роботи полягає у покращенні інтегрованої у мережу сонячної PV системи за допомогою UPQC. Метою інтеграції UPQC у мережеву сонячну PV систему є підвищення якості електроенергії за рахунок пом’якшення таких проблем, як коливання напруги, гармоніки та дисбаланс реактивної потужності. Методи. Запропонована топологія реалізована у MATLAB/Simulink з інтегрованою в мережу сонячною PV системою з UPQC. Результати. Інтеграція UPQC із підключеною до мережі сонячною PV системою дає суттєве покращення якості електроенергії. Це включає ефективне пом’якшення коливань напруги і гармонік, що призводить до більш плавної роботи і зменшення перешкод в мережі. Практична цінність. Запропонована топологія виявилася надзвичайно корисною для інтегрованої в мережу сонячної PV системи із застосуваннями UPQC.