Dergiler / Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi / 2021 / Cilt: 36 - Sayı: 3

Fotovoltaik Panel ve Batarya Entegre Sistemler için Yeni Bir Interleaved Tabanlı Çok Portlu İzole DA-DA Dönüştürücü Analizi

Analysis of a New Interleaved-Based Multi-Port Isolated DC-DC Converter for Photovoltaic Panel and Battery Integrated Systems

Sayfa
743–754
Yayın Tarihi
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bu çalışmada, fotovoltaik (FV) panel ile çalışan ve batarya destekli sistemler için etkin bir kontrol yapısına sahip interleaved tabanlı çift yönlü çok portlu izole yeni bir DA-DA dönüştürücü önerilmektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, fotovoltaik (FV) panel ile çalışan ve batarya destekli sistemler için etkin bir kontrol yapısına sahip interleaved tabanlı çift yönlü çok portlu izole yeni bir DA-DA dönüştürücü önerilmektedir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Yük tarafının izolasyonunu sağlayan yüksek frekans transformatörünün (YFT) ikincil tarafında bulunan iki yarım köprü devresi ile birbirinden bağımsız kontrol edilebilen ve farklı gerilim seviyelerine sahip iki port oluşturulmaktadır.
💡
Sonuç & Katkı:Güç akış yetenekleri ve yüksek verimlilik değerleri (>%98) önerilen dönüştürücünün uygulanabilirliğini ve etkinliğini doğrulamaktadır
🔬Tür:Deneysel Tarla Denemesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Çok portlu dönüştürücü · DA-DA dönüştürücü · Fotovoltaik panel

Özet

Bu çalışmada, fotovoltaik (FV) panel ile çalışan ve batarya destekli sistemler için etkin bir kontrol yapısına sahip interleaved tabanlı çift yönlü çok portlu izole yeni bir DA-DA dönüştürücü önerilmektedir. Önerilen dönüştürücü, üretim/depolama/yük birimleri arasındaki optimum güç akışını denetlemek için tasarlanmıştır. Tasarlanan sistemde, FV panel ve batarya arası güç transferi interleaved DA-DA dönüştürücünün sol kol anahtarlarının kontrolü ile sağlanırken, enerji üretim/depolama birimleri ile yükler arası güç transferi ilgili devrenin sağ kol anahtarlarının kontrolü ile sağlanmaktadır. Yük tarafının izolasyonunu sağlayan yüksek frekans transformatörünün (YFT) ikincil tarafında bulunan iki yarım köprü devresi ile birbirinden bağımsız kontrol edilebilen ve farklı gerilim seviyelerine sahip iki port oluşturulmaktadır. Önerilen dönüştürücüde portlar arasındaki güç akışı kontrol döngüleri arasında yumuşak geçiş yapabilen çok döngülü bir kontrol şeması tarafından gerçekleştirilmektedir. Önerilen çok portlu dönüştürücünün uygulanabilirliğini ve etkinliğini doğrulamak için, PSIM programında simülasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Önerilen dönüştürücünün performansı farklı ışınım ve yüklenme durumları gibi dinamik koşullar altında analiz edilmiştir. Güç akış yetenekleri ve yüksek verimlilik değerleri (>%98) önerilen dönüştürücünün uygulanabilirliğini ve etkinliğini doğrulamaktadır

Abstract

In this study, a new interleaved-based bidirectional isolated multi-port DC-DC converter with an effective control structure for photovoltaic (PV) panel powered and battery buffered systems is proposed. The proposed converter is designed to perform the optimum power flow between generation/storage/load units. In the designed system, the power transfer between the PV panel and the battery is provided by the control of the left leg switches of the interleaved DC-DC converter, while the power transfer between the energy generation/storage units and the loads is provided by the control of the right leg switches of the relevant circuit. With two half-bridge circuits on the secondary side of the high-frequency transformer (HFT), which provides load side isolation, two ports with different voltage levels and which can be controlled independently of each other are formed. In the proposed converter, the power flow between the ports is handled by a multi-loop control scheme that is able to smoothly switch between control loops. Simulation studies have been conducted in the PSIM program to verify the viability and effectiveness of the proposed multiport converter. The performance of the proposed converter is analyzed under dynamic conditions such as different radiation and loading conditions. The power flow capabilities and high efficiency values (>98%) validates the viability and effectiveness of the proposed converter

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

SAVRUN, M. M., ATAY, A. (2022). Fotovoltaik Panel ve Batarya Entegre Sistemler için Yeni Bir Interleaved Tabanlı Çok Portlu İzole DA-DA Dönüştürücü Analizi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi dergisi, Cilt: 36 - Sayı: 3, 743–754. https://ajindex.com/articles/485102

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (13)

  1. Savrun, M.M., 2021. Z-source Converter Integrated dc Electric Spring for Power Quality Improvement in dc Microgris. Engineering Science and Technology, an International Journal, in press, doi: 10.1016/j.jestch. 2021.05.004
  2. Savrun, M.M., Atay, A., 2021. High Voltage Gain Multi-port Bidirectional DC-DC Converter with an Effective Multi-loop Control Strategy for PV/Battery Integrated Systems. European Mechanical Science, 5(3), 99-104
  3. Singh, R.K., Mishra, S., 2013. A Magnetically Coupled Feedback-clamped Optimal Bidirectional Battery Charger. IEEE Trans. Ind. Electron., 60(2), 422-432
  4. Das, M., Agarwal, V., 2016. Design and Analysis of a High-efficiency DC-DC Converter with Soft Switching Capability for Renewable Energy Applications Requiring High Voltage Gain. IEEE Trans. Ind. Electron., 63(5), 2936-2944
  5. Alhatlani, A., Batarseh, I., 2019. Review of Partially Isolated Three-port Converters for PV-Battery Systems That Interface a PV, Bidirectional Battery, and Load. IEEE Conf. Power Electron. Renew. Energy, CPERE 2019, 465–472
  6. Bhattacharjee, A.K., Kutkut, N., Batarseh, I., 2018. Review of Multiport Converters for Solar and Energy Storage Integration. IEEE Trans. Power Electron., 34(2), 1431-1445
  7. Moradisizkoohi, H., Elsayad, N., Mohammed, O.A., 2019. A Family of Three-port Three-level Converter Based on Asymmetrical Bidirectional Half-bridge Topology for Fuel Cell Electric Vehicle Applications. IEEE Trans. Power Electron., 34(12), 11706-11724
  8. Zhang, N., Sutanto, D., Muttaqi, K.M., 2016. A Review of Topologies of Three-port DC-DC Converters for the Integration of Renewable Energy and Energy Storage System. Renew. Sustain. Energy Rev., 56, 388-401
  9. Jyotheeswara Reddy, K., Natarajan, S., 2018. Energy Sources and Multi-input DC-DC Converters Used in Hybrid Electric Vehicle Applications-A Review. Int. J. Hydrogen Energy, 43(36), 17387-17408
  10. Sato, Y., Uno, M., Nagata, H., 2020. Nonisolated Multiport Converters Based on Integration of PWM Converter and Phase-shift-switched Capacitor Converter. IEEE Trans. Power Electron., 35(1), 455-470
  11. Ganjavi, A., Ghoreishy H., Ahmad, A.A., 2018. A Novel Single-ınput Dual-output Three-level. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 65(10), 8101-8111
  12. Faraji, R., 2018. Soft-switched Nonisolated High Step-up Three-port. IEEE Trans. Power Electron., 33(12), 10101-10111
  13. Gan, C., Jin, N., Sun, Q., Kong, W., Hu, Y., Tolbert, L.M., 2018. Multiport Bidirectional SRM Drives for Solar-ass