Σχεδιασμός και κατασκευή συστήματος διασύνδεσης πηγών ενέργειας με δίκτυο συνεχούς τάσης μέσω μετατροπέα πολλαπλών θυρών
Loading...
Date
2025-10-15
Authors
Βασδάρης, Αθανάσιος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία, πραγματεύεται την υλοποίηση ενός μετατροπέα πολλαπλών θυρών (Multiport Converter) για εφαρμογές σε συστήματα Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ). Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών.
Σκοπός είναι η μελέτη, σχεδίαση και κατασκευή ενός μετατροπέα πολλαπλών θυρών και η διασύνδεσή του με ΑΠΕ. Συγκεκριμένα, αποτελείται από τρεις θύρες (Three Port Converter, TPC), στις οποίες συνδέονται Φ/Β πάνελ, μπαταρίες για αποθήκευση και παροχή ενέργειας και ένας κοινός ζυγός συνεχούς τάσης. Μέσω κατάλληλου σχεδιασμού του ελέγχου, επιτυγχάνεται η μέγιστη απομάστευση ισχύος των Φ/Β πάνελ, ενώ μέσω της μπαταρίας η τάση στα άκρα του κοινού ζυγού σταθεροποιείται σε μία τιμή αναφοράς της (output regulation).
Αρχικά γίνεται μία εισαγωγή στα Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ) και τη σημασία των ΑΠΕ στη σύγχρονη δομή των ΣΗΕ.
Στη συνέχεια γίνεται μία λεπτομερής ανάλυση των μετατροπέων ισχύος συνεχούς τάσης που απαρτίζουν το υπό μελέτη σύστημα, ενώ εξάγονται επίσης οι καταστατικές εξισώσεις και οι συναρτήσεις μεταφοράς που διέπουν τους μετατροπείς αυτούς. Τέλος αναλύεται λεπτομερώς το υπό μελέτη σύστημα παραθέτοντας και τις καταστάσεις λειτουργίας του.
Το επόμενο βήμα, είναι η διαστασιολόγηση και ο σχεδιασμός ελέγχου του συστήματος, ενώ η επιβεβαίωση της ορθής λειτουργίας του πραγματοποιείται μέσω προσομοίωσης στο Matlab/Simulink.
Τέλος, αναλύεται η διαδικασία κατασκευής του μετατροπέα. Συγκεκριμένα, παρουσιάζονται τα στοιχεία που επιλέχθηκαν για την κατασκευή του κυκλώματος ισχύος, ενώ ταυτόχρονα παρουσιάζεται το σύστημα του μικροελεγκτή και της γραφικής διεπαφής μέσω της οποίας ο χρήστης αλληλεπιδρά με το σύστημα. Κλείνοντας, παρατίθενται τα πειραματικά αποτελέσματα που προέκυψαν κατά την εκπόνηση της εργασίας αυτής, επιβεβαιώνοντας την ορθή λειτουργία της διάταξης τόσο σε μόνιμη όσο και σε μεταβατική κατάσταση λειτουργίας αλλά και του ελέγχου που σχεδιάστηκε, ενώ αναγράφονται τα συμπεράσματα και τυχόν βελτιώσεις σε μελλοντική εργασία.
Description
Keywords
Ηλεκτρονικά ισχύος, Mετατροπείς, Δίκτυα συνεχούς τάσης