در اینورترهای چند سطحی آبشاری تمام پلبا اتصال مثلث، حضور هارمونیک های فرد مضرب سه ولتاژ و جریان چرخشی در حلقه مثلث باعث بروز تلفات اضافی می شود. در این مقاله، روش بهینه سازی فرکانس پایین برای کاهش هارمونیک های فرد مضرب سه ولتاژ در اینورتر چند سطحی آبشاری تمام پل با اتصال مثلث پیشنهاد شده است. با این روش، علاوه بر کاهش این هارمونیک ها، مقدار انحراف هارمونیکی کل ((THD [i] نیز در حد مطلوب حفظ می شود و الزامات استانداردهایی مانند, EN50160 WG36-05 و IEC61000-3-6 نیز رعایت می شود. در این روش با استفاده از روش کلیدزنی حداقل سازی بهینه اعوجاج هارمونیک کل (OMTHD [ii])، مقادیر بهینه زوایای کلیدزنی و منابع DC با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO[iii]) به دست آمده است. نتایج شبیه سازی و نتایج آزمایشگاهی، موثربودن روش پیشنهادی را در کاهش هارمونیک های فرد مضرب سه ولتاژ و جریان چرخشی همراه با حفظ مقدار THD در حد مطلوب نشان می دهد.

با توجه به تلفات کلیدزنی و هارمونیک هایی که در کلیدزنی وجود دارد، در کاربردهای توان متوسط و توان بالا، باید فرکانس کلیدزنی کلیدها پایین باشد و از طرفی اعوجاج هارمونیکی کل (THD) ولتاژ و جریان نیز مطابق استانداردهای معتبر در کمترین مقدار ممکن قرار گیرد. به همین دلیل امکان استفاده از روش های رایج مدولاسیون پهنای پالس (PWM) سینوسی مبتنی بر موج حامل یا PWM بردار فضایی که دارای فرکانس کلیدزنی بالایی هستند، وجود ندارد. روش های مدولاسیون پهنای باند بهینه PWM، برای اینورترهایی که از مدولاسیون پله استفاده می کنند منجر بهTHD ولتاژ خروجی کمتری نسبت به دیگر روش های رایج مدولاسیون می شوند. اما یکی از معایب بسیار مهم این روش ها محاسبه زاویه های کلیدزنی بهینه است که بایستی در جدول سوییچینگ به دنبال آنها گشت که این امر کاربرد PWM بهینه را محدود می نماید. در این مقاله راهکاری ارایه شده است که زاویه های کلیدزنی با استفاده از روش برنامه ریزی درجه دوم تکراری که یکی از روش های کاربردی برای حل تکراری مسایل بهینه سازی با قیود غیر خطی می باشد بدست می آید و در مقایسه با روش های برنامه ریزی درجه دوم تکراری موجود، در هر تکرار زاویه های کلیدزنی را با حل زیر مسیله های درجه دوم با قیود تساوی و دستگاه های معادلات خطی می یابد. و همچنین تحت شرایط مناسب، همگرایی سراسری و همگرایی مجانبی دارای سرعت، دقت و کارایی بیشتری می باشد و نیاز به زمان و حافظه زیاد برای بدست آوردن زاویه های کلیدزنی نیست. همچنین THD ولتاژ و جریان در یک اینورتر چند-سطحی آبشاری سه فاز با مدولاسیون پله حداقل می شود. زاویه های کلیدزنی مطلوب منجر به حداقل شدن فرکانس کلیدزنی، تلفات کلیدزنی و THD ولتاژ و جریان خواهند شد. همچنین کلیدهای قدرت در هر دوره تناوب، تنها یک بار قطع و وصل می شوند. کارآیی راهکار پیشنهادی از طریق مطالعات شبیه سازی در نرم افزار متلب ارزیابی می شوند.

در روش های کلیدزنی فرکانس پایین، منابع جریان مستقیم (DC) تنظیم شونده همراه با زوایای کلیدزنی درجه های آزادی سیستم را به منظور کاهش یا حذف هارمونیک ها به صورت مؤثر افزایش می دهند. استفاده از منابع DC متغیر هزینه، تلفات و پیچیدگی سیستم را افزایش می دهد. این مقاله یک روش جدید برای اینورترهای چندسطحی آبشاری تمام پل بر اساس منبع DC متغیر گسسته به منظور کاهش تعداد منابع DC تنظیم شونده ارائه می دهد. در این مقاله، برای تنظیم ولتاژ خروجی یک رویه بهینه سازی بر اساس تغییرات گسسته منابع جریان مستقیم ارائه شده است؛ که منجر به کاهش موثر هارمونیک ها و بهبود کیفیت ولتاژ خروجی می شود. در روش بهینه سازی، مقادیر نزدیک به بهینه منابع DC و زوایای کلیدزنی با استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفه (MOGA) به دست می آید. به منظور تأیید امکان پذیری راه حل جدید، یک نمونه آزمایشگاهی بر اساس اینورتر هفت سطحی آبشاری تمام پل با سه سلول پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی و پیاده سازی عملی، اثربخشی روش پیشنهادی بر مبنای منابع DC متغیر گسسته را در کاهش هارمونیک ها و تنظیم ولتاژ نشان می دهد.

امروزهاینورتر های چند سطحی آبشاری شبه منبع امپدانسی(qZS-CMI) به طور گسترده ای در صنعت الکترونیک قدرت مورد توجه قرار گرفته اند. اگر چه این اینورتر ها دارای مزیت های فراوانی می باشند، اما مشکلاتی هم همانند جریان نشتی درسیستم های فتوولتائیک و محدودیت عملی در افزایش بهره ولتاژ دارند. جهت رفع این مشکلات در اینمقاله، ساختار جدید اینورتر چند سطحی آبشاری شبه منبع امپدانسی با استفاده از ترانسفورماتور فرکانس بالا پیشنهاد شده است. ساختار پیشنهادی قابلیت تولید ولتاژبالا برای کاربرد های توان بالا یا متوسط را دارد. استفاده از ترانسفورماتور فرکانس بالا در ساختار پیشنهادی، منجر به ایجاد ایزولاسیون الکتریکی بین ورودی و خروجی، افزایشولتاژ خروجی، افزایش قابلیت اطمینان سیستم و کاهش تداخل الکترومغناطیسی می شود. ساختار پیشنهادیدر مقایسه با qZS-CMI که بهره ولتاژ آن هایکسان است، دارای تنش ولتاژی کمتر بر رویعناصر نیمه هادی می باشد و همچنین دارای بهره ولتاژ و شاخص مدولاسیون بزرگتری می باشد. برای کنترل خاموش و روشن شدن کلید ها از مدولاسیون پهنای پالس سینوسی شیفت فاز بهبود یافته با تزریق هارمونیک سوم که باعث افزایش شاخص مدولاسیون بیشتر از یک و بهبود کیفیت توان خروجی اینورتر می شود، استفاده می شود. شبیه سازی ساختار پیشنهادی در محیط نرم افزار متلب انجام شده است. نتایج حاصل از تحلیل و شبیه سازی، عملکرد بهتر اینورتر پیشنهادی را نسبت به ساختار های مذکور نشان می دهد.

در این مقاله یک توپولوژی جدید برای اینورترهای چند سطحی با استفاده از ماژول های چند سطحی و پل اینورتری ارائه شده است. یکی از ویژگی های اساسی این توپولوژی کاهش چشمگیر تعداد کلید های نیمه هادی و منابع تغذیه با افزایش تعداد سطوح ولتاژ خروجی می باشد. برای این ساختار آلگوریتمی جهت تعیین اندازه منابع ولتاژهای DC ارائه شده است. همچنین نحوه تعیین تعداد بهینه الما ن های مدار از جمله تعداد کلید ها، مدار درایور و منابع تغذیه برای دستیابی به بیشترین سطح ولتاژ در خروجی بدست آمده است. برای توپولوژی پیشنهادی نحوه کلیدزنی و تعیین بازه های کلیدزنی به منظور کاهش THD ارائه شده که با استفاده از این روش کلیدزنی، مقدار THD حداقل شده است. جهت ارزیابی و تایید عملکرد توپولوژی پیشنهادی یک نمونه اینورتر با تعداد سطوح 125 سطحی شبیه سازی شده است. همچنین برای نشان دادن قابلیت ساختار پیشنهادی یک نمونه شکل موج ولتاژ محتوی هارمونیک های مرتبه پنجم و هفتم توسط این ساختار تولید شده و نتایج بدست آمده مورد ارزیابی قرار گرفته است.

در زمان حاضر با رشد چشم گیر مصرف انرژی، افزایش گازهای گلخانه ای و آلاینده های محیطی، انرژی های تجدیدپذیر بیشتر مورد توجه و اقبال عمومی قرار گرفته اند. این انرژی ها شامل انرژی بادی، انرژی فتوولتائیک و. . . می شوند. از برتری های انرژی فتوولتائیک می توان به گستردگی و دسترسی ساده، کمک به حفظ محیط زیست، تطبیق پذیری با شبکه های قدرت توزیع شده، کم صدابودن، راه اندازی سریع و. . . اشاره کرد. یکی از مهم ترین چالش ها در مواجهه با سیستم های فتوولتائیک، تغییر شرایط اقلیمی (تغییرات دما، تابش و. . . ) و تغییر پارامترهای سیستم است که بر عملکرد سیستم تأثیر می گذارند. در این مقاله برای رفع این مشکلات و همچنین به منظور ردیابی نقطه حداکثر توان در یک سیستم خورشیدی، یک کنترل کننده مد لغزشی مرتبه کسری فازی مبتنی بر رؤیتگر اغتشاش و تخمینگر نامعینی با استفاده از شبکه عصبی طراحی شده است. شبکه عصبی برای تخمین نامعینی های سیستم، بلوک فازی برای تخمین ضریب تابع علامت در قانون کنترل، حسابان کسری برای کاهش چترینگ و رؤیتگر اغتشاش برای تقریب اغتشاشات سیستم استفاده شده اند. همچنین پایداری روش کنترلی پیشنهادی با استفاده از روش لیاپانوف به اثبات رسیده است. نتایج شبیه سازی نیز کارایی روش پیشنهادی را تأیید می کنند و عملکرد رضایت بخشی را نشان می دهند