Three-level four-leg flying capacitor converter for renewable energy sources

This paper presents operation of the four-leg three-level flying capacitor converter interfacing renewable energy source with the grid. Such solution gives possibility to eliminate dy transformer typically used in the three-leg converter based solutions. The four-leg converter with proposed control method enables work in association of electrical grid disturbances (e.g. sags and undervoltages) by switching all legs separately to standalone or grid connected mode of operation, what allows for energy transfer between them. In this paper all possible operation modes are discussed and shown. The described control method is modification of well-known voltage oriented control (VOC) based on the proportional resonant controllers. Such control algorithm makes possible to treat each leg of four-leg converter as independent single-phase converter. Simulation study presents good performance and verified validity of the proposed solution. Streszczenie. Artykul prezentuje badania symulacyjne trojpoziomowego czterogaleziowego przeksztaltnika z kondensatorami o zmiennym potencjale sprzegającego odnawialne źrodlo energii z siecią elektroenergetyczną. Rozwiązanie takie daje mozliwośc eliminacji transformatora dy uzywanego przy najcześciej stosowanym ukladzie bazującym na przeksztaltniku trojgaleziowym. Artykul wykazuje, ze przeksztaltnik czterogaleziowy z proponowaną metodą sterowania pozwala na prace podczas zaburzen sieci elektroenergetycznej poprzez indywidualne przelączanie poszczegolnych galezi do pracy autonomicznej lub sieciowej (Trojpoziomowy czterogaleziowy przeksztaltnik z kondensatorami o zmiennym potencjale dla energetyki odnawialnej).