国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术
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Afsal F Rahiman1Maheswaran K2
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提出了一个独立的混合动力系统,优化不同的输出功率输入太阳能。混合动力系统由光伏、燃料电池和电池三源供应负载单独或串联。电压控制是用来调节输出电压。单相和三相系统实现和分析。多输入直流-直流转换器用于集成三个直流输入源。没有任何变形金刚这个转换器的使用给我们的优势更小的规模较小的组件,从而降低成本。直流-直流转换器也给了我们优势的双向功率流存储元素在这种情况下,电池存储元素。单相逆变器建模与正弦脉冲宽度调制控制。三相逆变器也模仿和两个不同的控制技术,实现正弦脉宽调制(SPWM)和状态矢量脉宽调制(SVPWM)和获得的交流电源的质量分析。上面的模型,使用MATLAB / SIMULINK构建软件
关键字 |
| 三个输入提高转换器,混合动力系统,SVPWM变频调速 |
介绍 |
| 本文提出了一个独立的电力系统,可用于偏远地区应用。可再生的自然能源利用。主要的能源选择的是光伏系统发电似乎是一个很有吸引力的来源无噪声,无污染,规模的灵活性,并导致小维护。避免光伏系统所面临的缺点喜欢被依赖太阳辐射水平,环境温度,和不可预知的阴影,PV-based电力系统应辅以其他替代能源以确保可靠供电。燃料电池(FCs)正在成为一个有前途的辅助电源由于其清洁的优点,效率高,可靠性高。他们是用于补充剩余的力量,不能提供的光伏电池板。存储元素还包含晚上时间和黑暗的时间在白天。电池通常是作为存储机制为上述目的。他们还帮助平滑输出功率,提高启动转换和动态特性,提高峰值功率容量。这里一个PV / FC /电池混合动力提出了交流系统。多个电源的结合带来的优势混合动力系统即更多的可靠性、冗余性和整体节能系统。 The system can be divided into two major components, the DC-DC converter and the inverter section.The DC-DC converter [1] hybridizes a PV, an FC and a bidirectional battery storage system, and also provides option for individual or combined supply of power from the three sources. Four switches are utilised to design the converter. Four different duty ratios are employed to control these switches to manage the power flow. Three different operating modes can be observed, based on the power obtained from the PV system. The inverter section is designed for both single phase and three phase output. The single phase inverter is controlled using SPWM technique and the three phase inverter is modelled for both SPWM and SVPWM and they are compared. The paper is divided into five sections. Section II discusses the system topology and the operation modes are discussed. The design parameters of the model is explained in Section III The converter simulation and input and output waveforms are presented in Section IV and the paper is concluded in Section V. |
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系统拓扑结构和操作模式 |
| 提出了一种独立电力系统利用混合为偏远地区电源结构的应用程序。如图1所示,该systemhas直流-直流转换器接口两个单向电源和双向存储元素,逆变器将直流电转换为交流电,供给负载,一栋建筑或一台机器根据应用程序。用于单相交流电路系统图2所示。利用四个开关来控制变频器的功率流的来源。这四个开关控制的负载比使用PI控制器比较输出直流电压和基准电压与锯齿波形来生成所需的脉冲。三种不同的操作模式定义根据光伏系统的直流-直流转换器。单相ac逆变器由四个使用正弦脉冲宽度调制开关控制。 |
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| fromFig 2可以看到,两个输入电源转换器接口V1and V2,和一个电池用vba存储元素。直流变换器的输出是美联储逆变器输入和交流输出。的不同的操作模式可以简单描述为直流变换器。 |
| 答:第一操作模式 |
| 在这种模式下来源V1和V2供应负载,选择的道路是S4-D3,光伏系统结合燃料电池将提供所需的电力。在这种操作模式下,控制策略是基于规范的一个输入源的引用与相应的责任比例,而另一个电源是用来调节输出电压通过其责任比例。 |
| b .第二操作模式 |
| 在这种操作模式下,两个输入电源V1and V2along电池负责提供负载。在这种操作模式下,控制策略是基于输入电源的调节都引用权力通过相应的责任比例d1and d2,同时电池放电能量是用来调节输出电压的责任比例d4。 |
| c .第三操作模式 |
| 在这种操作模式下,两个输入电源V1and V2are负责提供负载而完成电池充电性能。在这种操作模式下,如果产生的总功率的输入来源变得比负载功率,电池充电性能将是可能的。通过这种控制策略,责任比率d1and d2are用来调节输入源的权力,而负载比d3is用来调节输出电压通过充电extra-generated权力。在所有三种操作模式,当输入电源的一个不存在生产能力,其相应的责任比例设置为零,导致单一的电源转换器的操作。 |
| d .逆变器控制 |
| 单相逆变器是由正弦脉冲宽度调制控制积极的一部分正弦波开关S5和S8打开保持S6和S7封闭和消极的循环开关S6和S7打开保持S5和S8关闭。三相逆变器系统也模仿使用开关控制的SPWM和SVPWM脉冲产生技术。 |
设计和模拟 |
| 有五个基本组件为提高转换器即直流电源、电力电子开关、电感、电容和门信号发生器。组件设计[2]获得连续导电模式。 |
| 的责任比[4][5]: |
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| 电感值的选择必须大于获得的价值从上面方程获得连续导电模式。选择大电容和电感的值,以得到一个免费脉动直流分量作为输出。 |
| 逆变器是模拟使用四个电力电子开关;这些都是由产生的正弦信号控制。三相系统模拟和控制是由SPWM和SVPWM [6]。三相变频调速是通过生成三个正弦波120度和喂养PWM脉冲发生器得到所需的门,然后喂给通用桥包含三个武器和六个开关。SVPWM为模板通过生成一个程序决定了Vd,矢量量化和Vref协调变换,时间持续时间确定原则,确定的时间期限的结合的原则持续时间的6个开关通用桥。块然后美联储的输出PWM发生器块提供通用的闸门信号开关桥。模拟系统进行了分析和比较。 |
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MATLAB仿真模型 |
| 三个不同的模型在matlab模拟单相交流系统与SPWM控制三相交流系统和SPWM和SVPWM控制技术。在下一节获得的图所示。三相系统的图形获得SPWM和SVPWM进行比较,结果如表2。 |
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仿真结果 |
| 独立混合动力系统的方法,使用MATLAB / SIMULINK仿真对单相ac和三相交流电源输出。直流-直流变换器的控制信号生成使用PI控制技术如图6所示。图表显示了门信号应用于开关。从仿真结果可以看出,输出电压可以保持在一个特定的值通过选择操作方式,也看到,转换器可以用来优化光伏相关电力系统的利用率。单相交流输出图8所示。获得三相交流输出SPWM和SVPWM控制技术和图9和图10所示。图11和图12显示每个阶段的不同的波形。 |
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| 三相输出波形图9所示。andFig 10。交流输出的变化可以观察到通过观察图形的不同的逆变器控制技术。与SPWM逆变器输出谐波和不顺利交流而获得的交流输出采用SVPWM交流输出波形清新得多。 |
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结论 |
| 独立电力系统利用光伏、燃料电池混合动力系统是本文所示。三个直流源杂交促进直流-直流转换器有一个统一的结构。转换器hybridizesthe PV、FC和电池存储系统。四个独立的责任比例的转换器促进输入源和负载之间的功率流。三种不同功率转换器的操作模式定义。单相和三相逆变器系统也使用SPWM和SVPWM控制技术模仿。从仿真可以观察到输出电压可以调节不同光伏电压。三相输出电压的两个不同的逆变器控制技术比较和状态矢量脉宽调制是观察到产生一个更好的交流输出波形失真较小。 |
引用 |
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