Published July 25, 2023 | Version v1
Publication Open

Grid-Connected Solar PV System with Maximum Power Point Tracking and Battery Energy Storage Integrated with Sophisticated Three-Level NPC Inverter

Creators

  • 1. Koneru Lakshmaiah Education Foundation
  • 2. GLA University
  • 3. Advanced Numerical Research and Analysis Group
  • 4. Alexandria University
  • 5. University of Ngaoundéré

Description

In this research, a solar photovoltaic system with maximum power point tracking (MPPT) and battery storage is integrated into a grid-connected system using an improved three-level neutral-point-clamped (NPC) inverter. An NPC inverter with adjustable neutral-point clamping may achieve this result. To achieve this result, a modernized NPC inverter is used. Using the three-level vector modulation approach, the correct AC voltage may be generated when DC voltage conditions are present in an unbalanced situation involving an NPC inverter. A higher degree of precision is made possible by this. In-depth information on the many possible NPC inverter designs and modulation strategies was provided. By incorporating the necessary sophisticated algorithms into the NPC inverter, the necessary solar PV-MPPT functionality is made available, allowing for the regulation of power transfer among the solar PV system, the battery, and the grid. Modified INC method is proposed which has a tracking efficiency of 99.5% for varying irradiance. The use of sufficiently sophisticated algorithms makes this a reality. Using simulation with MATLAB/Simulink, we were able to examine an NPC inverter's performance in several setups. Several amounts of solar irradiation were used to test the battery's charging and discharging capabilities. The probe turned out to be fruitful. Laboratory testing ensures that the proposed method works by simulating real-world conditions.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذا البحث، تم دمج نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية مع الحد الأقصى لتتبع نقطة الطاقة (MPPT) وتخزين البطارية في نظام متصل بالشبكة باستخدام عاكس محايدة محسنة ثلاثية المستويات (NPC). قد يحقق محول NPC مع تثبيت النقطة المحايدة القابل للتعديل هذه النتيجة. لتحقيق هذه النتيجة، يتم استخدام عاكس NPC حديث. باستخدام نهج تعديل المتجه ثلاثي المستويات، يمكن توليد جهد التيار المتردد الصحيح عند وجود ظروف جهد التيار المستمر في حالة غير متوازنة تتضمن محول NPC. وبهذا يصبح من الممكن تحقيق درجة أعلى من الدقة. تم تقديم معلومات متعمقة حول العديد من تصميمات محولات NPC الممكنة واستراتيجيات التعديل. من خلال دمج الخوارزميات المتطورة اللازمة في عاكس NPC، يتم توفير وظيفة PV - MPPT الشمسية اللازمة، مما يسمح بتنظيم نقل الطاقة بين النظام الكهروضوئي الشمسي والبطارية والشبكة. يتم اقتراح طريقة INC المعدلة التي تتمتع بكفاءة تتبع تبلغ 99.5 ٪ للإشعاع المتفاوت. إن استخدام خوارزميات متطورة بما فيه الكفاية يجعل هذا حقيقة واقعة. باستخدام المحاكاة مع MATLAB/Simulink، تمكنا من فحص أداء عاكس NPC في العديد من الإعدادات. تم استخدام عدة كميات من الإشعاع الشمسي لاختبار قدرات الشحن والتفريغ للبطارية. اتضح أن المسبار مثمر. تضمن الاختبارات المعملية أن الطريقة المقترحة تعمل من خلال محاكاة ظروف العالم الحقيقي.

Translated Description (French)

Dans cette recherche, un système solaire photovoltaïque avec suivi du point de puissance maximale (MPPT) et stockage sur batterie est intégré dans un système connecté au réseau à l'aide d'un onduleur à trois niveaux à point neutre (NPC) amélioré. Un onduleur NPC avec serrage du point neutre réglable peut atteindre ce résultat. Pour atteindre ce résultat, un onduleur NPC modernisé est utilisé. En utilisant l'approche de modulation vectorielle à trois niveaux, la tension CA correcte peut être générée lorsque des conditions de tension CC sont présentes dans une situation déséquilibrée impliquant un onduleur NPC. Cela permet d'obtenir un degré de précision plus élevé. Des informations détaillées sur les nombreuses conceptions possibles d'onduleurs NPC et les stratégies de modulation ont été fournies. En intégrant les algorithmes sophistiqués nécessaires dans l'onduleur NPC, la fonctionnalité PV-MPPT solaire nécessaire est disponible, permettant la régulation du transfert d'énergie entre le système photovoltaïque solaire, la batterie et le réseau. La méthode INC modifiée est proposée et présente une efficacité de suivi de 99,5 % pour une irradiance variable. L'utilisation d'algorithmes suffisamment sophistiqués en fait une réalité. En utilisant la simulation avec Matlab/Simulink, nous avons pu examiner les performances d'un onduleur NPC dans plusieurs configurations. Plusieurs quantités d'irradiation solaire ont été utilisées pour tester les capacités de charge et de décharge de la batterie. La sonde s'est avérée fructueuse. Les tests en laboratoire garantissent que la méthode proposée fonctionne en simulant des conditions réelles.

Translated Description (Spanish)

En esta investigación, un sistema solar fotovoltaico con seguimiento de punto de máxima potencia (MPPT) y almacenamiento de batería se integra en un sistema conectado a la red utilizando un inversor mejorado de tres niveles con sujeción de punto neutro (NPC). Un inversor NPC con sujeción de punto neutro ajustable puede lograr este resultado. Para lograr este resultado, se utiliza un inversor NPC modernizado. Usando el enfoque de modulación vectorial de tres niveles, se puede generar la tensión de CA correcta cuando las condiciones de tensión de CC están presentes en una situación desequilibrada que involucra un inversor NPC. Esto hace posible un mayor grado de precisión. Se proporcionó información detallada sobre los muchos diseños posibles de inversores NPC y estrategias de modulación. Al incorporar los algoritmos sofisticados necesarios en el inversor NPC, se pone a disposición la funcionalidad solar PV-MPPT necesaria, lo que permite la regulación de la transferencia de energía entre el sistema solar fotovoltaico, la batería y la red. Se propone el método INC modificado que tiene una eficiencia de seguimiento del 99,5% para irradiancia variable. El uso de algoritmos suficientemente sofisticados hace que esto sea una realidad. Utilizando la simulación con MATLAB/Simulink, pudimos examinar el rendimiento de un inversor NPC en varias configuraciones. Se utilizaron varias cantidades de irradiación solar para probar las capacidades de carga y descarga de la batería. La sonda resultó ser fructífera. Las pruebas de laboratorio garantizan que el método propuesto funcione simulando condiciones del mundo real.

Files

3209485.pdf.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e48c79483c741034a9b24b79ff693664
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتصل بالشبكة مع أقصى تتبع لنقطة الطاقة وتخزين طاقة البطارية مدمج مع عاكس NPC متطور ثلاثي المستويات
Translated title (French)
Système photovoltaïque solaire connecté au réseau avec suivi maximum du point d'alimentation et stockage de l'énergie de la batterie intégrés à un onduleur NPC sophistiqué à trois niveaux
Translated title (Spanish)
Sistema solar fotovoltaico conectado a la red con seguimiento del punto de máxima potencia y almacenamiento de energía de la batería integrado con un sofisticado inversor NPC de tres niveles

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4385235127
DOI
10.1155/2023/3209485

Is supplement to
https://openalex.org/W4324118037 (Other)
https://openalex.org/W3163140598 (Other)
https://openalex.org/W3119066623 (Other)
https://openalex.org/W3091844387 (Other)
https://openalex.org/W2913523512 (Other)
https://openalex.org/W2586220194 (Other)
https://openalex.org/W2541387961 (Other)
https://openalex.org/W2527993489 (Other)
https://openalex.org/W2418476848 (Other)
https://openalex.org/W2376360298 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W2107191190
  • https://openalex.org/W2972685837
  • https://openalex.org/W3007735333
  • https://openalex.org/W3034357780
  • https://openalex.org/W3141620402
  • https://openalex.org/W3159041708
  • https://openalex.org/W3162814905
  • https://openalex.org/W3185837465
  • https://openalex.org/W3205339611
  • https://openalex.org/W4200600857
  • https://openalex.org/W4206415146
  • https://openalex.org/W4206415769
  • https://openalex.org/W4206502375
  • https://openalex.org/W4220886639
  • https://openalex.org/W4226258008
  • https://openalex.org/W4280615056
  • https://openalex.org/W4285027581
  • https://openalex.org/W4285032895
  • https://openalex.org/W4285197396
  • https://openalex.org/W4286539947
  • https://openalex.org/W4290614470
  • https://openalex.org/W4292263290
  • https://openalex.org/W4292979794
  • https://openalex.org/W4293089165
  • https://openalex.org/W4296094534
  • https://openalex.org/W4296095781
  • https://openalex.org/W4296999675
  • https://openalex.org/W4297973385
  • https://openalex.org/W4297985047
  • https://openalex.org/W4303439023
  • https://openalex.org/W4304166062
  • https://openalex.org/W4306652463
  • https://openalex.org/W4306969214
  • https://openalex.org/W4306969794
  • https://openalex.org/W4309323083
  • https://openalex.org/W4309588046
  • https://openalex.org/W4309633305
  • https://openalex.org/W4311763508
  • https://openalex.org/W4312288202
  • https://openalex.org/W4312502615
  • https://openalex.org/W4312685462
  • https://openalex.org/W4313585742
  • https://openalex.org/W4318477541
  • https://openalex.org/W4321377366
  • https://openalex.org/W4321510765
  • https://openalex.org/W4323565788
  • https://openalex.org/W4327619303
  • https://openalex.org/W4328112741
  • https://openalex.org/W4361297715
  • https://openalex.org/W4362593190
  • https://openalex.org/W4366504059
  • https://openalex.org/W4367186893
  • https://openalex.org/W4376455273
  • https://openalex.org/W4378450477
  • https://openalex.org/W4380146446
  • https://openalex.org/W4380323529
  • https://openalex.org/W4381250340
  • https://openalex.org/W4381682163
  • https://openalex.org/W4382403218