Μελέτη και κατασκευή μετατροπέα ανύψωσης τάσης για διασύνδεση αιολικού συστήματος με το δίκτυο χαμηλής τάσης

• Κύριος συγγραφέας: Βασιλειάδης, Άγγελος-Εμμανουήλ
• Άλλοι συγγραφείς: Vasileiadis, Aggelos-Emmanouil
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2023
• Θέματα: Μετατροπέας; ανύψωσης; τάσης; αιολικού; συστήματος; Διασύνδεση

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και κατασκευή ενός μετατροπέα ανύψωσης τάσης τεσσάρων κλάδων για τη σύνδεση μίας Α/Γ στο 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 είναι ο έλεγχος του μετατροπέα προκειμένου να απομαστεύεται η μέγιστη ισχύς από τον άνεμο. Για την επίτευξη του στόχου αξιοποιείται αλγόριθμος εύρεσης σημείου μέγιστης απομάστευσης ισχύος (MPPT). Ταυτόχρονα για την αποδοτικότερη λειτουργία του μετατροπέα, μελετάται και εξετάζεται έλεγχος μεγίστου ρεύματος στα πηνία, με στόχο τον διαμοιρασμό του ρεύματος εισόδου του μετατροπέα στους τέσσερις κλάδους του εξίσου. Στην έξοδο του ανυψωτή τάσης, για τη διασύνδεση με το δίκτυο χαμηλής τάσης συνδέεται ελεγχόμενος αντιστροφέας ο οποίος εγχέει το σύνολο της ισχύος που του παρέχει ο μετατροπέας στο δίκτυο, μέσω του ελέγχου διατήρησης σταθερής τάσης στην είσοδό του. Αρχικά παρουσιάζεται η διαρκής ανάπτυξη και επίδραση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Γίνεται ιστορική αναδρομή αξιοποίησης της αιολικής ενέργειας συγκεκριμένα και αναλύονται η βασικοί νόμοι που τη διέπουν καθώς και τα βασικά χαρακτηριστικά των ανεμογεννητριών (Α/Γ). Έπειτα γίνεται η θεωρητική ανάλυση του μετατροπέα ανύψωσης τάσης, καθώς επίσης και του τροποποιημένου ανυψωτή τεσσάρων κλάδων. Αφού εξηγηθούν οι βασικές αρχές λειτουργίας του μετατροπέα, παρουσιάζονται οι τεχνικές ελέγχου μέγιστης απομάστευσης ισχύος και μεγίστου ρεύματος. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι υπόλοιπες διατάξεις του συστήματος διασύνδεσης της Α/Γ με το δίκτυο προκειμένου να διαστασιολογηθεί ο μετατροπέας. Με βάση αυτά ο μετατροπέας προσομοιώνεται στο πρόγραμμα Simulink της Matlab. Το επόμενο βήμα είναι η επιλογή των υλικών που χρησιμοποιήθηκαν για την υλοποίηση του μετατροπέα και του ελέγχου του. Επίσης γίνεται μια σύντομη ανάλυση του μικροελεγκτή που χρησιμοποιήθηκε για τον έλεγχο. Τέλος παρουσιάζονται οι κυματομορφές και οι μετρήσεις, όπως προέκυψαν από τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο κι εξάγονται συμπεράσματα σχετικά με τη διάταξη.