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扩展相移控制隔离双向直流-直流转换器连接到微电网的可再生能源

苏雷什·库马尔Reddy。G1,V.Swarupa2
  1. M。理工大学学生,EEE称,TKRCET JNTUH,海德拉巴,一个。P、印度
  2. 副教授,EEE称,TKRCET JNTUH,海德拉巴,一个。P、印度
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文摘

人类急需可用资源的最大利用率。许多人建议的应用和使用微电网负荷中心附近。这些微电网连接到附近生成站像太阳能、风力等发电站不能给纯直流电压转换交流。我们有一些资源不能优化直流电压转换。这些电压源结合,与单级直粱/ /交直流转换。这将提供一个平面为纯交流生产电压概要文件。权力的回流现象在传统相移控制隔离双向全桥直流-直流变换器,分析了影响回流循环流和权力对权力的法案目前的压力。小说基础上扩展相移控制隔离的双向直流-直流变换器相比,微电网配电与传统相移控制扩展相移控制不仅扩大传动功率调节范围和增强调节的灵活性也减少当前的压力,提高了系统效率

介绍

连接我们的网格系统主要是通过隔离器所需的电网获得主要是通过提供损失也面临着从电网供电的不连续。该系统利用微电网连接到各种生成站风燃料电池和光伏阵列的输出风能是转换成直流交流燃料电池输出直流和光伏输出是直流源输出连接到高压直流总线和蓄电池和超级电容器输出电压连接到低压直流总线,转化为交流加强低压成高电压,电压转换成直流,给高压直流总线的实用目的,直流输出电压转换为交流工具交流母线电压。
能源之间为了实现配电系统和存储系统在微电网中,已经提出的各种双向直流-直流转换器高压总线之间的接口,在一个发电系统,如燃料电池堆栈或一个光伏阵列安装和低压巴士,通常在一个能源存储系统,如电池或超级电容器实现电隔离BDC需要系统重新配置的灵活性和满足安全标准一个孤立的双向直流-直流是基于单相h桥拓扑与高频隔离变压器相比,传统的直流-直流转换器电路这有许多优点,如电气隔离高可靠性容易实现软开关控制和双向能量流在传统的移相控制H-bridges (H1和H2)反过来转向产生相移过渡广场波变压器的初级和中级。和相应的移相变压器的漏电感的电压变化来操纵功率流的方向和大小。
这种控制方法由于自身的优点吸引了越来越多的关注,如惯性小,动态性能高、容易实现软开关控制,等等。但在这种方法中,功率流的控制依赖于变压器的漏电感,导致伟大的循环功率和电流应力时的价值V1 / nV2偏离远离1,其中n是变压器的比率。然后,损失的电力设备和磁性元件是增加,变换器的效率会降低。
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EXTENDED-PHASE-SHIFT控制的工作原理

答:Extended-Phase-Shift控制:
为了显著减少回流的转换器,vh1不应局限于广场波形占空比为50%。例如,如果S1和S4没有相同的驱动信号,但有一个相移D1的比率,如图5所示,变压器初级电压将成为3级,而不是传统的两级。iL的行为也会改变:回流出现时间(t = t0 t = t2∼∼t 0和t2)在图4中分为两个区间(t = t0∼t1, t = t1∼t1和t3∼t = t4, t = t4∼t4)在图5中,分别。和变压器初级电压vh1 = 0,即。,back flow power is 0, when t = t0∼t1 and t = t3∼t4. So the back flow power is decreased for a given transmission power. In the reverse power flow, we just need to exchange the operating states of the H-bridges H1 and H2. In Fig. 5, D1 is the phase-shift ratio between the driving signals of S1 and S4 or S 2 and S3 in H-bridge H1, we defined its inner phase-shift ratio, where 0≤D1 ≤1. D2 is the phase-shift ratio between the primary and secondary voltages of the isolation transformer, we defined its outer phase-shift ratio, where 0 ≤ D2 ≤ 1 and 0 ≤ D1+D2 ≤ 1. In fact, compared to the TPS control, there is not only the outer phase-shift ratio but also the inner phase-shift ratio in the proposed EPS control, which will decrease the current stress, expands regulating range of transmission power and enhances regulating flexibility.
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本研究有三个主要组成部分。首先,微电网连接到以下的调查技术
1。风力发电
2。燃料电池
3所示。光伏阵列
4所示。超级电容器储能系统(SCESS)
5。蓄电池
进行了分类和描述。其次,在调查分析了不同的体系结构确定的能源安全提供了在给定的成本水平。最后,识别关键参数显著影响微网格体系结构的最优选择适合特定的地形。

仿真结果和讨论

所有5直流源模型和模拟模型。下面指定的单个模型。
答:风模型:
直流发电使用风力涡轮机的造型被认为是在这里。该模型如下规定。
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尽管独立windA¢€电池或风柴油系统确实存在,风力涡轮机的多数是在延长的国家电网,这些是因此连接到电网。孤独的风力涡轮机的电网连接是相对简单的电压在涡轮的终端通常是低于它连接电网的电压,导致需要变压器。此外,开关设备必须断开的风力涡轮机,以防短路或为了防止所谓的孤立化,电网的情况下,一小部分继续与当地发电和负荷之间的平衡,但是没有被连接到主系统。当大量的风力涡轮机
连接到一个系统,他们取代相当大一部分传统的同步发电机的输出,他们将开始影响系统行为的各个方面。尤其会这样负载和高风速较低的时期,因为在这些情况下风力发电是其最大的相对贡献只要发电厂产生的电力可以控制的,这并不是一个主要问题,尽管发电量的调度,即确定哪些发电厂应该经营供应负载最有效且高效地同时考虑燃料价格和工厂库存的技术特点,并非易事。然而,发电机的输出的一个重要贡献是不控制,如目前的风力涡轮机,构成了主要问题给今天的系统平衡的做法,因为这样的发电机不能有助于维持系统的平衡
b .燃料电池模型:
这里使用的燃料电池模型是一个直接的工具从垫实验室图书馆2012年的版本。
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简化模型代表一个特定的燃料电池堆栈操作在名义上的温度和压力条件。可以修改的参数等效电路的基础上,从制造商获得极化曲线数据表。面具你只需要输入电压的值在0和1,名义和最大操作点,计算的参数。二极管用于防止负电流流入堆栈。
模型假设:
•理想气体
•栈是美联储与氢和空气
•堆栈配有冷却系统,保持温度在阴极和阳极出口温度稳定,等于堆栈
•堆栈配有水管理系统细胞内的湿度保持在适当的水平在任何负载
•电池电压下降是由于反应动力学和电荷传输大多数燃料电池并不在大众运输经营区域
•压力下降在流量渠道可以忽略不计
•细胞抵抗在任何操作条件是恒定的
c .光伏阵列:
pv阵列模型构建和模拟如下
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PVA的一般框图模型的GUI环境仿真软件给出了滤波器和负载模型。块叫做PVA的GUI模型的最后阶段模型。此块包含的子模型连接到构建最终的模型。二极管(D1)与负载电路串联在一起,防止反向电流。前一个过滤器连接负载电压保持稳定。过滤器包含一系列rl和并行C元素。PVA由8光伏电池串联的所有所需的电压输出。根据所需的负载功率,并行分支的数量可以增加到2个或更多。温度和太阳辐射的影响水平是由两个变量收益。他们可以通过拖动滑块改变增益调整这些街区命名为太阳辐照温度变量和变量。 Since the main objective is the development of the PVA functional model for the Simulink environment, the other parts of the operational block diagram given in Fig.are not going to be explained in full detail. However, just to describe the main diagram, as it can readily be seen, the system is modeled to supply power to both dc and ac loads. The dc load is directly coupled while the ac load is fed through a three-phase inverter and an isolation transformer with a turn ratio 1.

直流-直流电网连接:

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直粱转换使用三相逆变器:

然后连接到直流电网输出直流-交流转换3相逆变器。逆变器的输入是850伏特直流供电。AC供应850伏特L-L RMS的输出。
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通用桥块实现了一个通用的三相电源转换器,它由六个功率开关连接在一个桥接配置。通用桥砖允许模拟转换器使用自然转换(line-commutated)电力电子器件(二极管或晶体闸流管)和forced-commutated设备(GTO、IGBT、MOSFET)。通用桥砖是构建两级voltage-sourced转换器的基本块
设备编号是不同的,如果自然转换或forced-commutated电力电子设备。的自然转换三相变换器(二极管、晶闸管),编号遵循自然秩序的变换:
逆变器的输出如下图所示
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电网连接

5例分析了直流发电为代表的位置,并使用逆变器转换为3相交流供应。逆变器的输出是主要依次连接到交流电网为偏远地区提供交流电源使用分布式传输网络。
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结论

这个分析的结果显示,最具成本效益的微电网解决方案将是那些考虑当地商业电网的需要和实现他们的系统,这样他们就可以获得价值帮助满足这些需求。地区商业代资源捉襟见肘或与电网重要拥堵,当地一代可以发挥重要的作用。国防部安装数获取他们的备份一代资源紧急需求反应计划,旨在缓解短期交通拥堵问题在商业传播基础设施。在安装这些程序给定一个周期信贷承诺在他们的电费,以减少安装的需求,通过甩负荷或打开备用发电机,当提供一个信号由当地效用。分析显示,一些安装确认,这些需求响应项目的金融储蓄超过支付代资产的成本

引用