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Implementation of cascaded asymmetrical multilevel inverter for renewable energy integration
International Journal of Circuit Theory and Applications ( IF 1.581 ) Pub Date : 2021-02-19 , DOI: 10.1002/cta.2944
Vishal Anand; Varsha Singh

This paper aims to develop a new cascaded asymmetrical multilevel inverter with less number of switches for photovoltaic power generation. The structure contains three sources and 11 switches. A design of proposed structure is suggested for PV application. A few more algorithms for cascade extension are also proposed to obtained maximum voltage levels using least numbers of switching devices. PD LS‐PWM modulation is used to control gate pulses of the switches. The structure produce 15 levels using one inverter, whereas 85 levels using a cascaded inverter. The magnitude of sources in cascade inverter is governed by algorithms. A comparative assessment for optimal algorithm is developed considering, sources, switches, and other performance parameters. The simulation and hardware is performed for 15‐level and 85‐level asymmetrical inverter for variation in modulation index and frequency. The efficiency of multilevel inverter is evaluated using PSIM tool. The performance indices, power loss analysis, switching stresses, and blocking voltages across the switches are simulated and validated. The cascade structure, 85 levels produce high quality waveform, for which THD is less than 5%. Thus, this structure suits series combination of various PV panels and achieve power utilising renewable energy sources.

中文翻译:

级联非对称多电平逆变器可再生能源集成的实现

本文旨在开发一种新型的级联非对称多电平逆变器,该逆变器具有较少的用于光伏发电的开关数量。该结构包含三个源和11个开关。建议为光伏应用设计一种建议的结构。还提出了更多的级联扩展算法,以使用最少数量的开关设备来获得最大电压电平。PD LS‐PWM调制用于控制开关的门脉冲。该结构使用一个逆变器产生15个电平,而使用级联逆变器产生85个电平。级联逆变器中的源大小由算法控制。考虑到信号源,开关和其他性能参数,对最佳算法进行了比较评估。针对15级和85级非对称逆变器进行仿真和硬件设计,以改变调制指数和频率。使用PSIM工具评估多电平逆变器的效率。仿真和验证了性能指标,功率损耗分析,开关应力和开关两端的阻断电压。85级的级联结构产生高质量的波形,其THD小于5%。因此,该结构适合于各种光伏面板的串联组合,并利用可再生能源实现发电。85个电平产生高质量波形,THD小于5%。因此,该结构适合于各种光伏面板的串联组合,并利用可再生能源实现发电。85个电平产生高质量波形,THD小于5%。因此,该结构适合于各种光伏面板的串联组合,并利用可再生能源实现发电。
更新日期:2021-02-21
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