This paper proposes a high efficiency three-phase cascaded phase shifted H-bridge multi-level inverter without DC/DC converters for grid-tied multi string photovoltaic (PV) applications. The cascaded H-bridge topology is suitable for PV applications since each PV module can act as a separate DC source for each cascaded H-bridge module. The proposed phase shifted H-bridge multi-level topology offers advantages such as operation at a lower switching frequency and a lower current ripple when compared to conventional two level topologies. It is also shown that low ripple sinusoidal current waveforms are generated with a unity power factor. The control algorithm permits the independent control of each DC link voltage with a maximum power point for each string of PV modules. The use of the controller area network (CAN) communication protocol for H-bridge multi-level inverters, along with localized PWM generation and PV voltage regulation are implemented. It is also shown that the expansion and modularization capabilities of the H-bridge modules are improved since the individual inverter modules operate more independently. The proposed topology is implemented for a three phase 240kW multi-level PV power conditioning system (PCS) which has 40kW H-bridge modules. The experimental results show that the proposed topology has good performance.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
/
v.24
no.6
/
pp.419-427
/
2019
Several multilevel converter topologies have been proposed and compared. The three-level (3L) neutral-point-clamped (NPC) topology is promising and widely accepted. However, this topology suffers from uneven loss distribution among switches due to its fixed switching strategy. The 3L active NPC (ANPC) topology, which exhibits improved loss distribution profile, was proposed to address this disadvantage. The 3L T-NPC topology, a hybrid configuration of 2L and 3L NPC topologies, was introduced to address not only the loss distribution problem but also the reduction in the number of switches. In the present research, the application of these three topologies in PMSG-based medium-voltage wind turbines was investigated. The power devices considered were 10 kV IGCTs. Performance was evaluated in terms of a power loss of 10 kV IGCT for each NPC topology, which is a crucial indicator of thermal behavior, reliability, cost, and lifetime of any converter. The comparison was performed using ABB make 10 kV IGCT 5SHY17L9000 and the simulation tool PLECS.
This paper introduces a new scheme to balance the DC bus voltages of a cascaded H-bridge converter which is used as a Distribution Static Synchronous Series Compensator (D-SSSC) in electrical distribution network. The aim of D-SSSC is to control the power flow between two feeders from different substations. As a result of different cell losses and capacitors tolerance the cells DC bus voltage can deviate from their reference values. In the proposed scheme, by individually modifying the reference PWM signal for each cell, an effective balancing procedure is derived. The new balancing procedure needs only the line current sign and is independent of the main control strategy, which controls the total DC bus voltages of cascaded H-bridge. The effect of modulation index variation on the capacitor voltage is analytically derived for the proposed strategy. The proposed method takes advantages of phase shift carrier based modulation and can be applied for a cascaded H-bridge with any number of cells. Also the system is immune to loss of one cell and the presented procedure can keep balancing between the remaining cells. Simulation studies and experimental results validate the effectiveness of the proposed method in the balancing of DC bus voltages.
This paper deals with the blocking of DC-fault current during DC cable short-circuit conditions in HVDC (High-Voltage DC) transmission systems utilizing Modular Multilevel Converters (MMCs), where a new SubModule (SM) topology circuit for the MMC is proposed. In this SM circuit, an additional Insulated-Gate Bipolar Translator (IGBT) is required to be connected at the output terminal of a conventional SM with a half-bridge structure, hereafter referred to as HBSM, where the anti-parallel diodes of additional IGBTs are used to block current from the grid to the DC-link side. Compared with the existing MMCs based on full-bridge (FB) SMs, the hybrid topologies of HBSM and FBSM, and the clamp-double SMs, the proposed topology offers a lower cost and lower power loss while the fault current blocking capability in the DC short-circuit conditions is still provided. The effectiveness of the proposed topology has been validated by simulation results obtained from a 300-kV 300-MW HVDC transmission system and experimental results from a down-scaled HVDC system in the laboratory.
This paper presents a novel seven-level (7L) voltage source converter for high-power medium-voltage applications. The proposed topology is an H-bridge connection of two nested neutral-point clamped (NNPC) converters and is referred to as an HNNPC converter. This converter exhibits advantageous features, such as operating over a wide range of output voltages, particularly for 10-15 kV applications, without the need to connect power semiconductors in series; high-quality output voltage; and fewer components relative to other classic seven-level topologies. A novel sinusoidal pulse width modulation technique is also developed for the proposed 7L-HNNPC converter to control flying capacitor voltages. One of the main features of the control strategy is the independent application of control to each arm of the converter to significantly reduce the complexity of the controller. The performance of the proposed converter is studied under different operating conditions via MATLAB/Simulink simulation, and its feasibility is evaluated experimentally on a scaled-down prototype converter.
Individual DC voltage balance problem is an inherent issue for cascaded H-bridge (CHB) based converter. When the CHB-based static synchronous compensator (STATCOM) is operating at zero current mode, the software-based individual DC voltage balancing control techniques may not work because of the infinitesimal output current. However, the different power losses of each cell would lead to the individual DC voltages unbalance. The uneven power losses on the local supplied cell-controllers (including the control circuit and drive circuit) would especially cause the divergence of individual DC voltages, due to their characteristic as constant power loads. To solve this problem, this paper proposes an adaptive voltage balancing module which is designed in the cell-controller board with small size and low cost circuits. It is controlled to make the power loss of the cell a constant resistance load, thus the DC voltages are balanced in zero current mode. Field test in a 10kV STATCOM confirms the performance of the proposed method.
In this paper an improved low frequency selective harmonic elimination-PWM (SHE-PWM) technique for Cascaded H-bridge (CHB) converters is proposed. The proposed method is able to eliminate low order harmonics from the output voltage of the converter for a wide range of modulation indices. To solve SHE-PWM equations, especially for low modulation indices, a modified method is used which employs either the positive or negative voltage polarities of H-bridge cells to increase the freedom degrees of each cell. Freedom degrees of the switching angles are also used to increase the range of available solutions for non-linear SHE equations. The proposed SHE methods can successfully eliminate up to $25^{th}$ harmonic from a 7-level output voltage by using just nine switching transitions or a 150 Hz switching frequency. To confirm the validity of the proposed method, simulation and experimental results have been presented.
Kim Yoon-Ho;Moon Hyun-Wook;Kim Soo-Hong;Jeong Eun-Jin
Journal of Energy Engineering
/
v.14
no.1
/
pp.37-45
/
2005
The fuel cell system is one of very useful energy sources. The system has advantages as renew-able and environmental sources. To obtain AC electricity from fuel cells, inverters are necessary. A multilevel converter is used as an inverter for a high power fuel cell system. Through harmonic analysis, it is shown that the harmonic components and THD increase while fundamental component decreases as voltage sag increases. To solve the voltage sag problems, three different approaches are investigated in this paper; installation of a boost converter at the fuel cell output, control of pulse widths, and use of ultracapacitors. The proposed three approaches are analyzed and compared using simulation and experimental results.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.