گفت‌وگوی علمی

حمید شکوری گورچین قلعه

اینورترهای NPC (Neutral Point Clamped) نوعی مبدل چندسطحی (Multilevel Inverter) هستند که برای کاربردهای قدرت بالا و راندمان بالا در سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر و ریزشبکه‌ها استفاده می‌شوند. اینورترهای NPC سه‌سطحی به دلیل کاهش هارمونیک‌ها، افزایش راندمان، و کاهش تنش ولتاژ روی سوئیچ‌ها، در سیستم‌های ریزشبکه‌ای نقش مهمی دارند. نقش اینورتر NPC در ریزشبکه‌ها ریزشبکه‌ها شامل منابع مختلف تولید پراکنده مانند پنل‌های خورشیدی، توربین‌های بادی، ذخیره‌سازهای انرژی و ژنراتورها هستند. اینورترهای NPC در این سیستم‌ها نقش‌های مهمی دارند: بهبود کیفیت توان (Power Quality) کاهش هارمونیک‌های ولتاژ و جریان در مقایسه با اینورترهای معمولی دو‌سطحی بهبود ضریب توان و کاهش اعوجاج هارمونیکی کل (THD) تنظیم ولتاژ و فرکانس برای هماهنگی منابع مختلف در ریزشبکه بهینه‌سازی عملکرد تولیدات پراکنده (DER) یکپارچه‌سازی سلول‌های خورشیدی و باتری‌ها با شبکه تنظیم شارش توان بین منابع انرژی و بارها پشتیبانی از عملکرد جزیره‌ای (Island Mode) و متصل به شبکه (Grid-Connected Mode) افزایش راندمان و کاهش تلفات کاهش تنش ولتاژی روی کلیدهای سوئیچینگ در مقایسه با اینورترهای دو‌سطحی افزایش راندمان کل سیستم با استفاده از تکنیک‌های مدولاسیون PWM چندسطحی کاهش نویز الکترومغناطیسی (EMI) و افزایش طول عمر تجهیزات پایداری و مدیریت انرژی در ریزشبکه اینورترهای NPC امکان مدیریت شارش توان بین منابع و مصرف‌کنندگان را فراهم می‌کنند. در حالت جزیره‌ای، اینورتر نقش تثبیت‌کننده فرکانس و ولتاژ را دارد. در حالت متصل به شبکه، اینورتر می‌تواند با شبکه سراسری همگام شود و توان را تبادل کند. چرا اینورتر NPC برای ریزشبکه‌ها مناسب است؟ راندمان بالا (~98%) در مقایسه با اینورترهای دو‌سطحی کاهش تلفات سوئیچینگ و بهبود کنترل توان راکتیو کاهش نیاز به فیلترهای خروجی به دلیل تولید ولتاژ با سطح هارمونیکی کمتر امکان استفاده در سیستم‌های ولتاژ بالا (MV & HV) نتیجه‌گیری: اینورترهای NPC به دلیل کاهش تلفات، بهبود کیفیت توان، و سازگاری با منابع تجدیدپذیر، یکی از بهترین گزینه‌ها برای کنترل و مدیریت انرژی در ریزشبکه‌ها هستند.

اینورترهای NPC (Neutral Point Clamped) یا «گیره‌شده به نقطه میانی» در حالت ریزشبکه (Microgrid) نقش بسیار مهم و کلیدی دارند. در ادامه چند مورد از کاربردهای اصلی آن‌ها در این حالت را توضیح می‌دهم: --- ۱. تبدیل انرژی با کیفیت بالا در ریزشبکه‌ها معمولاً منابع انرژی تجدیدپذیر مثل پنل‌های خورشیدی یا توربین‌های بادی وجود دارند. اینورترهای NPC با تولید موج سینوسی با هارمونیک پایین، انرژی DC تولیدشده توسط این منابع را به AC با کیفیت بالا تبدیل می‌کنند و باعث بهبود کیفیت توان می‌شوند. --- ۲. قابلیت عملکرد در حالت متصل به شبکه و جزیره‌ای در ریزشبکه‌ها، اینورتر باید بتواند هم به شبکه اصلی وصل باشد و هم در صورت قطع شبکه، به صورت مستقل (جزیره‌ای) کار کند. اینورترهای NPC با داشتن کنترل پیشرفته، می‌توانند هر دو حالت را با پایداری بالا پشتیبانی کنند. --- ۳. توزیع بار و کنترل ولتاژ/فرکانس در حالت جزیره‌ای، حفظ ولتاژ و فرکانس ثابت بر عهده اینورتر است. اینورترهای NPC با توانایی کنترل دقیق، نقش یک واحد کنترل اولیه (Primary Control) را ایفا می‌کنند و پایداری بارهای متصل را حفظ می‌کنند. --- ۴. کاهش تلفات و افزایش راندمان ساختار چندسطحی اینورتر NPC باعث می‌شود تلفات کلیدزنی کمتر شده و راندمان کلی افزایش یابد، که برای ریزشبکه‌ها با منابع محدود انرژی بسیار مهم است. --- ۵. سازگاری با منابع مختلف انرژی اینورترهای NPC می‌توانند به راحتی با منابع مختلف مثل باتری، پنل خورشیدی، پیل سوختی و... ترکیب شوند و در مدیریت انرژی هوشمند ریزشبکه مشارکت کنند.

برای ارسال پاسخ شوید.