Ανταλλαγή ενέργειας μεταξύ συσσωρευτών και δικτύου χαμηλής τάσης ελεγχόμενη απο μετατροπέα ισχύος

• Κύριος συγγραφέας: Παπαγεωργίου, Γεώργιος
• Άλλοι συγγραφείς: Τατάκης, Εμμανουήλ
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2017
• Θέματα: Συσσωρευτές; Τριφασικοί αντιστροφείς τάσης; Ανταλλαγή ενέργειας; Τριφασικοί μετασχηματιστές; Ημιτονοειδής διαμόρφωση εύρους Παλμών (SPWM); Mosfet ισχύος; Μικροελεγκτές; Batteries; Three phase voltage inverters; Energy exchange; Three phase transformers; Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM); Power Mosfet; Microcontrollers; dsPIC30F4011; 621.312 424

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη μιας διάταξης διασύνδεσης συσσωρευτών με το δίκτυο χαμηλής τάσης. Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται σε έναν τριφασικό αντιστροφέα, ο οποίος αποτελεί το δομικό στοιχείο για την διασύνδεση των συσσωρευτών με το δίκτυο χαμηλής τάσης. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός της είναι η κατασκευή της κατάλληλης διάταξης για την ελεγχόμενη ανταλλαγή ισχύος μεταξύ των συσσωρευτών και του δικτύου χαμηλής τάσης. Αυτό επιτυγχάνεται με την κατασκευή ενός τριφασικού αντιστροφέα ο οποίος μετατρέπει την σταθερή τάση των συσσωρευτών στην κατάλληλη εναλλασσόμενη για τη διασύνδεση με το δίκτυο. Με τη βοήθεια ενός μικροελεγκτή, ο οποίος ελέγχει τα ημιαγωγικά στοιχεία του τριφασικού αντιστροφέα, παρέχεται η δυνατότητα ρύθμισης της ενεργού και αέργου ισχύος που ανταλλάσσεται. Αρχικά παρουσιάζονται τα διάφορα προβλήματα που υπάρχουν σήμερα στη στρατηγική παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας. Σαν απάντηση στα παραπάνω προβλήματα εξετάζεται η διείσδυση των Α.Π.Ε στην παραγωγή και οι προοπτικές τους. Έπειτα, τονίζεται η σημασία των συσσωρευτών και γενικά των μονάδων αποθήκευσης για την ανάπτυξη των Α.Π.Ε. Για το λόγο αυτό γίνεται εκτενής αναφορά στον τρόπο λειτουργίας και στα χαρακτηριστικά των συσσωρευτών. Στη συνέχεια παραθέτουμε μια θεωρητική ανάλυση όλων των δομικών μονάδων της τοπολογίας. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στην ανάλυση της λειτουργίας του τριφασικού αντιστροφέα και κυρίως στη μέθοδο παλμοδότησης, που είναι γνωστή υπό τον όρο “Ημιτονοειδής Διαμόρφωση του Εύρους Παλμών” (SPWM). Επόμενο βήμα αποτέλεσε η διαστασιολόγηση του υπό μελέτη συστήματος, με έμφαση στην επιλογή του κατωδιαβατού φίλτρου LC και του μετασχηματιστή ανύψωσης. Το επόμενο βήμα αποτελεί η παρουσίαση διάφορων μεθόδων ελέγχου της ισχύος που ανταλλάσσεται μεταξύ συσσωρευτών και δικτύου χαμηλής τάσης. Για την σύγκριση των μεθόδων ελέγχου της ισχύος, πραγματοποιούνται προσομοιώσεις της διάταξης στο λογισμικό προσομοίωσης κυκλωμάτων Matlab/Simulink. Τέλος, γίνεται ανάλυση στα τεχνικά χαρακτηριστικά του αντιστροφέα που κατασκευάστηκε, καθώς και των κυκλωμάτων από τα οποία αποτελείται και περιγράφεται η διαδικασία παραγωγής του κώδικα προγραμματισμού του μικροελεγκτή καθώς και των τεχνικών που χρησιμοποιήθηκαν για τη ρύθμιση των παλμών. Παράλληλα παρατίθενται παλμογραφήματα και μετρήσεις που προέκυψαν από τα πειράματα που διενεργήθηκαν, μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής, σε εργαστηριακό περιβάλλον.