| Περίληψη: | Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία αφορά το σχεδιασμό και την εφαρμογή ελέγχου σε μονάδα ΔΠ και πιο συγκεκριμένα σε μια συστοιχία κυψελών καυσίμου (ΣΚΚ), ώστε να είναι δυνατή η ένταξη της σε μικροδίκτυο και στο δίκτυο χαμηλής τάσης (ΧΤ). Ο σχεδιασμός αποσκοπεί αφενός στη δημιουργία ενός συστήματος ελέγχου των κριτηρίων συντονισμού μεταξύ της ΣΚΚ και του δικτύου και αφετέρου στον αποτελεσματικό έλεγχο της πραγματικής και της άεργου ισχύος που η ΣΚΚ στέλνει, είτε στο κυρίως δίκτυο, είτε απευθείας στα τοπικά συνδεδεμένα φορτία. Η αποτελεσματικότητα του ελέγχου εξετάζεται τόσο με τη βοήθεια προγραμμάτων εξομοίωσης (Matlab/Simulink), όσο και με την πειραματική επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων στο εργαστήριο. Το σύστημα περιλαμβάνει μια ΣΚΚ, ένα μονοφασικό μετατροπέα ανύψωσης/υποβιβασμού της τάσης, ένα αντιστροφέα εναλλαγής πολικότητας που μετατρέπει τη συνεχή τάση εξόδου σε εναλλασσόμενη και έναν μονοφασικό μετασχηματιστή (Μ/Σ).
Αρχικά εξετάζεται η λειτουργία του προτεινόμενου μετατροπέα και αναλύονται τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του. Στη συνέχεια, η ΣΚΚ συνδέεται στην είσοδο του μετατροπέα με σκοπό την τροφοδότηση ενός απομονωμένου φορτίου και τη διατήρηση σταθερής τάσης παρά τις τυχόν μεταβολές στην τιμή του. Έπειτα, πραγματοποιείται ο συγχρονισμός με το δίκτυο ΧΤ και εφαρμόζεται ο έλεγχος στατισμού για τη ρύθμιση της πραγματικής και της άεργου ισχύος στην έξοδο του μετατροπέα. Το σύστημα εξετάζεται για διάφορα λειτουργικά σενάρια και η ακρίβεια του ελέγχου αξιολογείται. Η συμπεριφορά του ελέγχου κρίνεται ικανοποιητική για το σύνολο των περιπτώσεων που εξετάστηκαν.
Για την πειραματική επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων, αξιοποιείται η ΣΚΚ της εταιρίας Ballard που είναι διαθέσιμη στο εργαστήριο και εφαρμόζεται η τεχνολογία του ψηφιακού ελέγχου με τη χρήση ενός ψηφιακού επεξεργαστή σήματος (DSP). Με αυτό τον τρόπο είναι δυνατή η ταχύτατη μεταφορά του ελέγχου ισχύος στο πραγματικό σύστημα και η σύγκριση των πειραματικών δεδομένων με τα αποτελέσματα που λάβαμε από την εξομοίωση. Το πραγματικό σύστημα δοκιμάζεται για διάφορες μεταβολές και η συμπεριφορά του ελέγχου κρίνεται ικανοποιητική για όλες τις περιπτώσεις. Τόσο η πραγματική όσο και η άεργος ισχύς ρυθμίζονται αποτελεσματικά, ενώ καίριας σημασίας είναι η επιλογή της κλίσης στην καμπύλη στατισμού και η ταχύτητα των φίλτρων για την απόζευξη μεταξύ των δυο βρόχων ελέγχου.
|
|---|
