GDL

Analysis of the Effects of PV Partial Shading on Output Power Characteristics of a 20 kV Cascaded Multilevel Inverter in a Transformerless Photovoltaic Solar Power Plant System

Tugas Akhir, 004 / 2017 / TPTL
Undergraduate Theses from JBPTPPOLBAN / 2018-09-03 15:05:18
Oleh : Anggara Brajamusthi - 131724004 (enginebraja@gmail.com)
Dibuat : 2017-10-27, dengan 4 file

Keyword : Photovoltaic (PV), Sistem PLTS, Cascaded Multilevel Inverter, PV Partial Shading
Subjek : Photovoltaic Power Plant System, PV, Cascaded Multilevel Inverter, PV Partial Shading

Aplikasi dari Cascaded Multilevel Inverter pada sistem Pusat Listrik Tenaga Surya dapat menggantikan fungsi dari transformator penaik tegangan, sehingga dapat mengurangi biaya investasi sistem, mengurangi kompleksitas instalasi dan perawatan, serta menghilangkan rugi-rugi daya transformator. Pada Tugas Akhir ini, dirancang sebuah inverter dengan topologi Cascaded Multilevel Inverter yang dapat mengkonversi beberapa sumber daya DC tegangan rendah menjadi daya AC tegangan menengah. Perancangan menghasilkan inverter 3 fasa 27-level dimana setiap level masing-masing memiliki PV array, DC-DC boost converter, H-bridge inverter, dan filter LCL. Setiap level tersebut kemudian dirangkai secara bertingkat untuk menghasilkan 13 level pada setiap fasa dan gabungan 3 fasa menghasilkan satu sistem PLTS transformerless. Setiap komponen dari inverter dan sistem kemudian dimodelkan pada MATLAB Simulink untuk melakukan simulasi kinerja sistem pada kondisi normal dan partial shading. Pada kondisi tes standar, daya 3 fasa maksimum yang dihasilkan adalah 1,716 MW atau 68,54% dari daya DC maksimum 2,5 MWp. Pada kondisi partial shading, lokasi array pada suatu level yang mengalami shading akan memberikan pengaruh yang berbeda dengan array pada level lain, ini mengindikasikan bahwa suplai daya DC pada inverter tidak merata. Partial shading juga menyebabkan penurunan tegangan, arus, dan daya keluaran serta menyebabkan kenaikan THD tegangan dan arus keluaran. Shading sebesar 90% pada 5 level PV array merupakan batas sebelum tegangan fasa-fasa turun melewati 17,6 kV. Apabila shading terjadi secara merata pada 1 fasa, maka shading 50% pada 13 array adalah batas sebelum tegangan turun melewati 17,6 kV. Simulasi juga menghasilkan nilai shading maksimum yang diperbolehkan sebelum perubahan THD melewati batas. Kata kunci: Photovoltaic (PV), Sistem PLTS, Cascaded Multilevel Inverter, PV Partial Shading.

Deskripsi Alternatif :

The application of cascaded multilevel inverter in a Photovoltaic Solar Power Plant system could replace the step-up transformer, which will reduce the system investment cost, reduce the complexity of installation and maintenance and also eliminate power losses of the transformer. In this final project, an inverter was designed with Cascaded Multilevel Inverter topology that capable of converting several low voltage DC power sources into medium voltage AC power. The design resulted a 3 phase 27-level inverter where each level in the inverter has its own photovoltaic array, DC-DC boost converter, H-bridge inverter, and LCL filter. Those level are then arranged in cascaded connection to form 13 level of voltages in each phase and together in 3 phase they form a transformerless photovoltaic power plant system. Each component of the Inverter and the system are then modelled in MATLAB Simulink to simulate the operation of the components and the system at normal and partial shading conditions. At standard test condition, the maximum 3 phase output power is 1,716 MW or 68,54% of maximum DC power of 2,5 MWp. The system can reach 20 kV of output voltage with less than 5% THD. At partial shading conditions, the location of the shaded PV array will cause different effect compared to other locations, which indicates that the DC supplies of the inverter are not well distributed. Partial shading also causes reduction in output voltages, current and power, also increases THDs of line to line voltage and line current. 90% shading on 5 PV arrays is the limit before the line to line voltage drops below 17,6 kV. If the shading occurs uniformly on all arrays in one phase, the maximum allowed shading is limited to 50%. The maximum amount of shading that is limited by THD constraints are also obtained from the simulations. Keywords: Photovoltaic Power Plant System, PV, Cascaded Multilevel Inverter, PV Partial Shading.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

Properti	Nilai Properti
ID Publisher	JBPTPPOLBAN
Organisasi
Nama Kontak	Erlin Arvelina
Alamat	Jl. Trsn. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga
Kota	Bandung
Daerah	Jawa Barat
Negara	Indonesia
Telepon	022 201 3789 ext. 168, 169, 239
Fax	022 201 3889
E-mail Administrator	erlin.arvelina@polban.ac.id
E-mail CKO	erlin.arvelina@polban.ac.id