محول جهد متوسط متعدد المستويات بسلسلة ربط عالية التردد للتكامل المباشر لشبكة الطاقة لأنظمة الطاقة المتجددة

لقد أدت التقدمات الأخيرة في أشباه الموصلات الصلبة إلى تطوير محولات طاقة بجهد متوسط (مثل 6-36 كيلوفولت) والتي يمكن أن تلغي الحاجة إلى محولات الرفع في أنظمة توليد الطاقة المتجددة. تم اعتبار المحولات متعددة المستويات المودولارية كمرشحين قويين لتطوير المحولات بجهد متوسط، ولكن المحولات تحتاج إلى مصادر تيار مستمر معزولة ومتوازنة متعددة. في هذه الورقة، يتم اقتراح محول جهد متوسط متعدد المستويات بسلسلة ربط عالية التردد. تولد السلسلة عالية التردد مصادر تيار مستمر معزولة ومتوازنة متعددة للمحول، مما يقلل بطبيعته من عدم توازن الجهد ومشاكل الوضع المشترك. تم تصميم وتحليل نظام بجهد 11 كيلوفولت مع الأخذ بعين الاعتبار أداء النظام المحدد، وتعقيد التحكم، والتكلفة، وتوفر أشباه الموصلات في السوق. للتحقق من جدوى النظام المقترح، تم تطوير منصة اختبار مختبرية مصغرة بقدرة 1.73 كيلوفولت أمبير مع محول سلسلي متعدد المستويات بخمسة مستويات، والذي يحول جهد تيار مستمر بمقدار 210 فولت (جهد مولد مكثف) إلى تيار متناوب ثلاثي الأبعاد بجهد 1 كيلوفولت RMS 50 هرتز. تم تحليل النتائج التجريبية ومناقشتها. من المتوقع أن تكون التقنية الجديدة المقترحة لديها إمكانيات كبيرة لأنظمة توليد الطاقة المتجددة المستقبلية وتطبيقات الشبكة الذكية.