Surse de energie cu porturi de incarcare bidirectionale si de stocare a energiei

Previzualizare proiect:

Cuprins proiect:

CAPITOLUL 1: INTRODUCERE 3
1.1. Convertoare dc-dc cu porturi multiple 3
1.1.1. Caracteristicile convertorului multi-port 3
1.1.2. Aplicatii ale convertorului multi-port dc-dc 4
1.1.3. Convertor multi-port bazat pe legaturi AC de inalta frecventa 5
1.2. Circuitele convertoare existente in trei porturi 7
1.2.1. Convertor bidirectional triplu activ cu trei porturi 7
1.2.2. Convertor bidirectional triplu cu jumatate de punte 9
1.2.3. Convertor multiplu de amplificare a semnalului de intrare 10
1.3. Domenii de aplicabilitate 10
CAPITOLUL 2: TREI PORTURI SERIE REZONANTE. CONVERTOR - ANALIZA LA STARE DE ECHILIBRU 11
2.1. Principiul de functionare 11
2.1.1. Convertor rezonant cu doua porturi 11
2.1.2. Convertorul resonant cu trei porturi 13
2.2. Limita de functionare a comutarii soft 15
2.3. Curenti de varf in circuitul rezervorului 16
CAPITOLUL 3: CONVERTOARE SERIE REZONANTE CU TREI PORTURI - ANALIZA DINAMICA 17
3.1. Ecuatii dinamice pentru convertizor 17
3.2. Modelul primar al unui convertor rezonant cu trei porturi 18
3.2.1. Metoda generalizata de mediere 18
3.2.2. Aplicatie la convertorul cu trei porturi 19
3.3. Scalarea timpului pentru sistemul dinamic 20
3.4. Proiectarea controlarului 20
CAPITOLUL 4: CONCLUZII SI OBSERVATII 21
BIBLIOGRAFIE 22

Extras din proiect:

Sursele regenerabile de energie, cum ar fi celulele de combustie, panourile fotovoltaice (PV), sunt utilizate din ce in ce mai mult in automobile, cladiri rezidentiale si comerciale. Pentru sistemele "stand-alone", sunt necesare dispozitive de stocare a energiei pentru o putere de rezerva si un raspuns dinamic rapid. Un convertor electronic de putere interfateaza sursele cu sarcina impreuna cu stocarea energiei. Convertoarele existente pentru astfel de aplicatii utilizeaza o legatura comuna de curent cotinuu. Sistemele de inalta frecventa bazate pe legaturi de curent alternative acestea au fost recent explorate datorita avantajelor sale in ceea ce priveste reducerea numarului de componente, dimensiunea redusa si controlul centralizat. Un astfel de convertor de frecventa inalta cu legaturi de curent alternativ este denumit convertor multiport in literatura, la porturile caruia sunt conectate sursele de energie, dispozitivele de stocare a energiei si sarcina. In acest capitol este prezentata o introducere pentru convertorul cu mai multe porturi. [1]

1.1. Convertoare dc-dc cu porturi multiple

1.1.1. Caracteristicile convertorului multi-port

Convertorul multi-port, are mai multe porturi la care pot fi conectate surse sau sarcini, asa cum se arata in Fig.1. Convertorul regleaza fluxul de energie dintre surse si sarcini. Toate porturile au capacitatea de flux bidirectional.

Fig 1. Diagrama bloc a convertorului dc-dc cu mai multe porturi care prezinta

surse "m" si sarcini "n"

Caracteristicile unui convertor multiport sunt:

- debit bi-directional in toate porturile;

- controlul fluxului de putere intre porturi ca cerinte de aplicatie;

- tensiunile porturilor pot varia intre cateva zeci de volti si sute de volti;

- izolarea galvanica intre toate porturile;

- toate porturile sunt interfatate prin legaturi ac, de inalta frecventa.

1.1.2. Aplicatii ale convertorului multi-port dc-dc

Panourile solare de pe acoperis sunt utilizate pe scara larga pe cladiri rezidentiale si comerciale. De exemplu, Departamentul Energiei (DOE) are initiativa Solar America Cities pentru a spori utilizarea energiei solare in marile orase [1]. Stocarea energiei va fi utilizata pentru stocarea excesului de putere si, de asemenea, ca unitate de rezerva pentru a furniza energie echipamentelor vitale. Din motive de cost, stocarea energiei este aplicabila mai mult in aplicatiile de retea. Un convertor cu trei porturi cu unul dintre porturile conectate la panoul solar sau convertorul frontal al panoului solar, un alt port conectat la baterie si cel de-al treilea port la sarcina pot fi utilizate pentru o astfel de aplicatie. Este, de asemenea, posibil ca utilitatea sa foloseasca stocarea energiei in aceste cladiri pentru a satisface cererile de putere de varf [2]. Prin urmare, un al patrulea port conectat la utilitate printr-un redresor bidirectional poate fi adaugat la convertor.

Automobilele cu celule de combustibil sunt considerate o optiune pentru viitoarele autoturisme cu energie curata [3]. Sursa primara va fi celulele de combustie cu puterea in timpul acceleratiei si dezaccelerarii furnizate de baterii. Celulele de combustie au un raspuns dinamic lent si, prin urmare, stocarea energiei este esentiala intr-o astfel de aplicatie. Bateriile pot fi incarcate de la celulele de combustie si in timpul functionarii franei regenerative. Convertorul cu trei porturi se potriveste bine in aceasta aplicatie pentru vehicule cu celule de combustibil. O sursa de alimentare neintreruptibila (UPS) poate fi de asemenea considerata ca un convertor cu trei porturi [4].Convertorul cu trei porturi despre care discutam are porturi DC.

Daca un motor sau o sarcina rezidentiala necesita curent alternativ, un invertor poate fi conectat la iesirea portului de incarcare.

Unele aplicatii in care poate fi folosit un convertor multi-port sunt enumerate mai jos:

-automobile hibride cu celule de combustibil - Port1: Celule de combustie, Port2: Baterii si / sau ultracapacitoare, Port3: Unitate electrica;

- sisteme de climatizare cu celule de combustie - Port1: Celule de combustie, Port2: Baterii, Port3: Incarcari AC cu invertor trifazat;

- cladiri rezidentiale frigorifice - Port1: Panouri solare sau celule de combustie, Port2: Baterii, Port3: Incarcaturi rezidentiale;

- cladiri rezidentiale conectate la retea - Port1: Panouri solare sau celule de combustie, Port2: Baterii, Port3: Utilitati si Port4: Incarcaturi rezidentiale. [2]

1.1.3. Convertor multi-port bazat pe legaturi AC de inalta frecventa

Convertorul existent pentru aplicatiile mentionate in sectiunea anterioara utilizeaza o legatura comuna de inalta tensiune DC, asa cum se arata in Fig 2.

Exista doua etape de conversie, un convertor DC-DC intre sursa si magistrala de curent continuu si un convertor DC-DC bidirectional intre baterie si magistrala de curent continuu. Sarcina este conectata la magistrala de curent continuu printr-un invertor. Fiecare dintre convertoarele DC-DC are o etapa de control separata, impreuna cu un control centralizat pentru determinarea raportului de partajare a puterii.[4][5]

Bibliografie:

[1] (2009) Solar America cities. U.S. Departament of Energy.

[2] "Final report on enrgy storage technologies," U.S. Departament of Energy, Electricity Advisory Committee, Dec. 2008

[3] (2009) Fuel cell vehicles. U.S. Departament of Energy.

[4] C.Zhao and J.W.Kolar, "A novel three-phase three-port ups employing a singal high-frequency isolation transformer," in Proc. IEEE Power Electric Power Applications.

[5] H. Tao, A. Kotsopulos, J.L. Duarte, "Family of multiport bidirectional dc-dc converters," IEEE Proceeding in Electric Power Applications.

[6] H. Tao, M. Hendrix, J.L. Duarte, "Three-port triple-half-bridge bidirectional converter with zero-voltage switching, " IEEE Trans. Power Electron., vol. 23, no. 2.

[7] H. Tao, A. Kotsopulos, J.L. Duarte, "Transformer-coupled multi-port zvs bidirectional dc-dc converter eith wide input range," IEEE trans. Power Electron.vol. 23, no. 2.

Download proiect

Primești proiectul în câteva minute,
cu sau fără cont

Alte informații:
Tipuri fișiere:
docx
Diacritice:
Da
Nota:
9/10 (1 voturi)
Anul redactarii:
2017
Nr fișiere:
1 fisier
Pagini (total):
22 pagini
Imagini extrase:
22 imagini
Nr cuvinte:
4 242 cuvinte
Nr caractere:
25 408 caractere
Marime:
328.79 KB (arhivat)
Nivel studiu:
Master
Tip document:
Proiect
Domeniu:
Electrotehnica
Data publicare:
01.07.2017
Structură de fișiere:
  • Surse de energie cu porturi de incarcare bidirectionale si de stocare a energiei.docx
Predat:
Facultatea de Inginerie Electrica , Universitatea Politehnica Bucuresti din Bucuresti (master)
Profesorului:
Prof. Colaborator Aurelian Crăciunescu
Nota primita:
Nota 9

Ai gasit ceva în neregulă cu acest document?

Te-ar putea interesa și:
1 SCURT ISTORIC Un calculator modern reprezinta un sistem complex care inglobeaza in constructia...
Un calculator numeric modern este de fapt un set de comutatoare electronice, utilizate pentru a...
Din cele mai vechi timpuri omenirea a fost interesata in transmiterea stirilor la distanta. Dar,...
ADSP-21160 este un procesor digital de semnal de inalta performanta, pe 32 de biti, folosit in...
Proprietatile materialelor utilizate in industria electronica si in IT sunt determinate de...
Sus!