Μελέτη και κατασκευή δικατευθυντήριου μετατροπέα για τη διασύνδεση συσσωρευτών με το δίκτυο χαμηλής τάσης

• Κύριος συγγραφέας: Μαγεράκη, Ιωάννα-Σοφία
• Άλλοι συγγραφείς: Τατάκης, Εμμανουήλ
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2015
• Θέματα: Συσσωρευτές; Δίκτυο χαμηλής τάσης; Μονοφασικοί αντιστροφείς πλήρους γέφυρας; Batteries; Low voltage grid; Bidirectional full-bridge inverters; 621.381 532 2

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και το σχεδιασμό μιας διάταξης ενός μονοφασικού αντιστροφέα πλήρους γέφυρας με την οποία επιτυγχάνεται δικατευθυντήρια μεταφορά ισχύος. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Κύριος σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η κατασκευή ενός αντιστροφέα πλήρους γέφυρας για τη διασύνδεση μιας συστοιχίας συσσωρευτών ενός μικροδικτύου με το δίκτυο χαμηλής τάσης. Απώτερος σκοπός είναι η πειραματική επιβεβαίωση της θεωρίας, καθώς και της λειτουργίας του μετατροπέα τόσο ως αντιστροφέα για την παροχή ενέργειας από τους συσσωρευτές προς το δίκτυο, όσο και ως ανορθωτή για την επίτευξη αντίθετης ροής ισχύος από το δίκτυο χαμηλής τάσης προς τη συστοιχία συσσωρευτών. Το παραπάνω επιτυγχάνεται μέσω της ρύθμισης του μέτρου και της φάσης της βασικής αρμονικής της τάσης εξόδου του αντιστροφέα. Αρχικά γίνεται μια γενική αναφορά στα βασικά χαρακτηριστικά του μικροδικτύου, των βασικών τμημάτων που το αποτελούν, στη λειτουργία του μικροδικτύου σε διασύνδεση με το δίκτυο χαμηλής τάσης και στη λειτουργία των συσσωρευτών και των φωτοβολταϊκών συστοιχιών. Στη συνέχεια αναλύεται η θεωρητική λειτουργία του μετατροπέα που κατασκευάστηκε κατά τη διάρκεια αυτής της διπλωματικής εργασίας, δηλαδή του μονοφασικού αντιστροφέα πλήρους γέφυρας με τέσσερα διακοπτικά στοιχεία ισχύος. Ο μετατροπέας αυτός δέχεται μια συνεχή τάση στην είσοδό του 60V και παράγει μια εναλλασσόμενη τάση στην έξοδό του 230V. Η ανύψωση της τάσης επιτυγχάνεται με τη χρήση μετασχηματιστή τάσης που παρεμβάλλεται μεταξύ του αντιστροφέα και του δικτύου. Παράλληλα, το ρεύμα εξόδου έχει μικρό αρμονικό περιεχόμενο, ώστε κατά τη διασύνδεση του με το δίκτυο να υπάρχει χαμηλή έγχυση αρμονικών. Επόμενο βήμα αποτελεί η μοντελοποίηση και η προσομοίωση του μετατροπέα σε περιβάλλον Matlab/Simulink, έτσι ώστε να πιστοποιηθεί η θεωρητική ανάλυση, καθώς και για να καθοριστούν τα βασικά μεγέθη των στοιχείων που αποτελούν τη διάταξη ισχύος. Τέλος, πραγματοποιείται στο εργαστήριο η κατασκευή της πειραματικής διάταξης του μετατροπέα με την οποία διεξάγονται μετρήσεις για την επιβεβαίωση και την αξιολόγηση της θεωρητικής μελέτης που προηγήθηκε.