Three-Level T-Type qZ Source Inverter as Grid-Following Unit for Distributed Energy Resources

Abstract

Distributed energy resources (DERs), such as solar photovoltaics (PVs), are required to achieve a high performance and an efficient use of generated renewable power in grid-integrated applications, both in normal and fault operating conditions. In this article, a grid-following (GFL) multifunctional control strategy for a three-phase three-level T-type quasi-impedance source inverter (3L-T-type qZSI) is studied through simulation and experimental tests. The GFL functionality is achieved by a proportional–integral (PI)-based dq current controller for the active and the reactive power tracking. A PI-based dc controller is used for the dc-link voltage control by taking advantage of the quasi-impedance source (qZS) network ability for input voltage boosting. The dc–ac power conversion is accomplished through a space vector pulse-width modulation (SVPWM) with inner capacitors voltages balancing capability and minimum common-mode voltage (CMV) generation. Besides, a low-voltage ride-through (LVRT) strategy was implemented to fulfill the fault requirements imposed by the Spanish standard. The simulation and experimental results demonstrate the abovementioned functionalities and validate the stability and good dynamic response of the grid-connected 3L-T-type qZSI. Thus, this work supposes a novel contribution due to the few works previously reported in the literature concerning the performance of this relatively recent inverter topology in grid-tied applications.

En este artículo, se presenta una estrategia de control multifuncional de seguimiento de red (GFL) para una cuasiimpedancia trifásica de tres niveles tipo T. El inversor de fuente (qZSI tipo 3L-T) se estudia mediante simulación y pruebas experimentales. La funcionalidad GFL es logrado mediante un controlador de corriente dq basado en proporcional-integral (PI) para el seguimiento de la potencia activa y reactiva. basado en PI El controlador de CC se utiliza para el control de voltaje del enlace de CC aprovechando la capacidad de red de la fuente de cuasi impedancia (qZS). para aumentar el voltaje de entrada. La conversión de potencia CC-CA se logra mediante una modulación de ancho de pulso de vector espacial (SVPWM). con capacidad de equilibrio de voltajes de capacitores internos y generación mínima de voltaje de modo común (CMV). Además, un bajo voltaje Se implementó la estrategia Ride-Through (LVRT) para cumplir con los requisitos de falla impuestos por la norma española. la simulación y los resultados experimentales demuestran las funcionalidades antes mencionadas y validan la estabilidad y la buena respuesta dinámica. del qZSI del tipo 3L-T conectado a la red. Así, este trabajo supone un aporte novedoso debido a los pocos trabajos previamente reportados. en la literatura sobre el rendimiento de esta topología de inversor relativamente reciente en aplicaciones conectadas a la red.