STEROWANIE CZTEROPRZEWODOWYM TRÓJPOZIOMOWYM PRZEKSZTAŁTNIKIEM AC/DC Z NIEZALEŻNĄ KONTROLĄ MOCY W KAŻDEJ Z FAZ
Bartłomiej Stefańczak
b.stefanczak@pollub.plPolitechnika Lubelska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Katedra Napędów Elektrycznych i Maszyn (Polska)
http://orcid.org/0000-0001-7071-9131
Abstrakt
W artykule przedstawiono projekt czteroprzewodowego trójpoziomowego przekształtnika AC/DC. Sterowanie przekształtnika zrealizowano z wykorzystaniem regulatorów proporcjonalno-rezonansowych opartych na sterowaniu zorientowanym napięciowo (VOC). Zaimplementowana topologia przekształtnika AC/DC pozwala na sterowanie każdą z faz z osobna. Przekłada się to możliwość niezależnej kontroli mocy czynnej i biernej w każdej z faz. Ponadto szyna DC przekształtnika AC/DC połączona jest równolegle z magazynem energii poprzez izolowaną przetwornicę DC/DC oraz odnawialne źródło energii. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem zaprojektowanego przekształtnika, sterownika DSP oraz platformy Matlab/SIMULNIK, którą wykorzystano do automatycznej generacji kodu. Otrzymane wyniki wskazują, że sterowanie niezależne każdą z faz jest możliwe jednakże, praca z dużymi asymetriami mocy na każdej z faz prowadzi do dużej pulsacji prądu na szynie DC. Jest to zjawisko zagrażające poprawności działania magazynu energii. W skutek tego poziom asymetrii między fazami powinien być ograniczony do poziomu akceptowalnego przez magazyn energii.
Słowa kluczowe:
przekształtnik trójpoziomowy czteroprzewodowy, sterowanie przekształtnikiem 4-przewodowym, niezależna kontrola mocy w każdej z faz, magazynowanie energiiBibliografia
Barlik R., Nowak M., Grzejszczak P.: Power transfer analysis in a single phase dual active bridge. Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences 61(4), 2013, 809–828 [http://doi.org/10.2478/bpasts-2013-0088].
DOI: https://doi.org/10.2478/bpasts-2013-0088
Google Scholar
Brito M. A. G. de, Galotto L., Sampaio L. P., Melo G. d. A. e, Canesin C. A.: Evaluation of the Main MPPT Techniques for Photovoltaic Applications. IEEE Transactions on Industrial Electronics 60(3), 2013, 1156–1167.
DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2012.2198036
Google Scholar
Chatterjee A., Mohanty K. B.: Development of stationary frame PR current controller for performance improvement of grid tied PV inverters. 9th International Conference on Industrial and Information Systems (ICIIS), 2014, 1–6 [http://doi.org/10.1109/ICIINFS.2014.7036586].
DOI: https://doi.org/10.1109/ICIINFS.2014.7036586
Google Scholar
Govind D., Suryawanshi H. M., Nachankar P., Narayana C. L.: Performance Comparison of Standalone AC Microgrid with Inner Loop Proportional Integral and Proportional Resonant Current Controllers. IEEE First International Conference on Smart Technologies for Power, Energy and Control (STPEC), Nagpur 2020, 1–5 [http://doi.org/10.1109/STPEC49749.2020.9297686].
DOI: https://doi.org/10.1109/STPEC49749.2020.9297686
Google Scholar
Grijalva S., Costley M., Ainsworth N.: Prosumer-based control architecture for the future electricity grid. IEEE International Conference on Control Applications, 2011, 28–30 [http://doi.org/10.1109/CCA.2011.6044467].
DOI: https://doi.org/10.1109/CCA.2011.6044467
Google Scholar
Ikeda S., Kurokawa F.: Isolated Bidirectional Boost Full Bridge DC-DC Converter for Energy Storage System, 2018 20th European Conference on Power Electronics and Applications, 2018, P.1–P.8.
DOI: https://doi.org/10.1109/ICRERA.2018.8566997
Google Scholar
Islam S., Zeb K., Din, W., Khan I.: Design of a Proportional Resonant Controller with Resonant Harmonic Compensator and Fault Ride Trough Strategies for a Grid-Connected Photovoltaic System. Electronics 7, 2018, 451.
DOI: https://doi.org/10.3390/electronics7120451
Google Scholar
Jarzyna W., Zieliński D., Gopakumar K.: An evaluation of the accuracy of inverter sync angle during the grid's disturbances. Metrology and Measurement Systems 27(2), 2020, 355–371 [http://doi.org/10.24425/mms.2020.132780].
Google Scholar
Kumar B. M., Kumar A., Bhat A. H., Agarwal P.: Comparative study of dual active bridge isolated DC to DC converter with single phase shift and dual phase shift control techniques. Recent Developments in Control, Automation & Power Engineering, 2017, 453–458 [http://doi.org/10.1109/RDCAPE.2017.8358314].
DOI: https://doi.org/10.1109/RDCAPE.2017.8358314
Google Scholar
Lee J., Jeong Y. and Han B.: A Two-Stage Isolated/Bidirectional DC/DC Converter With Current Ripple Reduction Technique. IEEE Transactions on Industrial Electronics 59(1), 2012, 644–646.
DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2011.2109343
Google Scholar
Patil S. N., Prasad R. C.: Design and development of MPPT algorithm for high efficient DC-DC converter for solar energy system connected to grid. International Conference on Energy Systems and Applications, 2015, 228–233.
DOI: https://doi.org/10.1109/ICESA.2015.7503345
Google Scholar
Penghui Jing, Cong Wang, Wei Jiang, Guopeng Zhang.: Performance analysis of isolated three-level half-bridge bidirectional DC/DC converter, Proceedings of 7th International Power Electronics and Motion Control Conference, 2012, 1527–1531 [http://doi.org/10.1109/IPEMC.2012.6259058].
DOI: https://doi.org/10.1109/IPEMC.2012.6259058
Google Scholar
Praneeth A. V. J. S., Azeez N. A., Patnaik L., Williamson S. S.: Proportional resonant controllers in on-board battery chargers for electric transportation. IEEE International Conference on Industrial Electronics for Sustainable Energy Systems, 2018, 237–242 [http://doi.org/10.1109/IESES.2018.8349880].
DOI: https://doi.org/10.1109/IESES.2018.8349880
Google Scholar
Przytuła K., Zieliński D.: Influence of power converters on increasing the share of renewable energy sources. Acta Energetica 1(26), 2016, 125–131 [http://doi.org/10.12736/issn.2300-3022.2016111].
DOI: https://doi.org/10.12736/issn.2300-3022.2016111
Google Scholar
Wu X., Huang T., Chen X., Hu H., He G.: Frequency Characteristic and Impedance Analysis on Three-Phase Grid-Connected Inverters Based on DDSRF-PLL. 10th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia, 2019, 1053–1058.
DOI: https://doi.org/10.23919/ICPE2019-ECCEAsia42246.2019.8797289
Google Scholar
Yang Y., Blaabjerg, F.: A new power calculation method for single-phase grid-connected systems. 2013 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, 2013, 1–6 [http://doi.org/10.1109/ISIE.2013.6563684].
DOI: https://doi.org/10.1109/ISIE.2013.6563684
Google Scholar
Zieliński D., Lipnicki P, Jarzyna W.: Synchronization of voltage frequency convert-ers with the grid in the presence of notching. International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering – COMPEL 34(3), 2015, 657–673 [http://doi.org/10.24425/mms.2020.132780].
DOI: https://doi.org/10.1108/COMPEL-10-2014-0266
Google Scholar
Autorzy
Bartłomiej Stefańczakb.stefanczak@pollub.pl
Politechnika Lubelska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Katedra Napędów Elektrycznych i Maszyn Polska
http://orcid.org/0000-0001-7071-9131
Statystyki
Abstract views: 320PDF downloads: 199
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Inne teksty tego samego autora
- Karol Fatyga, Łukasz Kwaśny, Bartłomiej Stefańczak, BADANIA PORÓWNAWCZE SPRAWNOŚCI UKŁADÓW DC/DC Z TRANZYSTORAMI SI IGBT ORAZ TRANZYSTORAMI SIC TYPU MOSFET , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 8 Nr 2 (2018)