STEROWANIE CZTEROPRZEWODOWYM TRÓJPOZIOMOWYM PRZEKSZTAŁTNIKIEM AC/DC Z NIEZALEŻNĄ KONTROLĄ MOCY W KAŻDEJ Z FAZ

Bartłomiej Stefańczak

b.stefanczak@pollub.pl
Politechnika 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 energii

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


Opublikowane
2021-12-20

Cited By / Share

Stefańczak, B. (2021). STEROWANIE CZTEROPRZEWODOWYM TRÓJPOZIOMOWYM PRZEKSZTAŁTNIKIEM AC/DC Z NIEZALEŻNĄ KONTROLĄ MOCY W KAŻDEJ Z FAZ. Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce I Ochronie Środowiska, 11(4), 51–54. https://doi.org/10.35784/iapgos.2833

Autorzy

Bartłomiej Stefańczak 
b.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: 320
PDF downloads: 199