Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/10540
Title: Ανταλλαγή ενέργειας μεταξύ συσσωρευτών και δικτύου χαμηλής τάσης ελεγχόμενη απο μετατροπέα ισχύος
Other Titles: Energy exchange between batteries and low voltage grid controlled by a power converter
Authors: Παπαγεωργίου, Γεώργιος
Keywords: Συσσωρευτές
Τριφασικοί αντιστροφείς τάσης
Ανταλλαγή ενέργειας
Τριφασικοί μετασχηματιστές
Ημιτονοειδής διαμόρφωση εύρους Παλμών (SPWM)
Mosfet ισχύος
Μικροελεγκτές
Keywords (translated): Batteries
Three phase voltage inverters
Energy exchange
Three phase transformers
Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM)
Power Mosfet
Microcontrollers
dsPIC30F4011
Abstract: 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.
Abstract (translated): Main topic of my Diploma Thesis was the construction of a three-phase converter so as to control the exchange of energy between batteries and the power grid. Firstly had to delve into the literature, so as to decide which control method to follow for this project. The next step demanded the stimulation of the designed system using the program Simulink provided by MathWorks. This process lead to the determination, optimisation and final choice of the required components that would be necessary for the construction of the system. Following to that, I used the EDA software suite Kicad for the creation of the schematics and the following printed circuit boards, • Power supplies PCB • Three-phase converter alongside with its driver circuits • The voltage & current transducers with the microcontroller chip The next part of my Thesis was the actual construction of the aforementioned PCBs in the the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion (LEMEC). In continuation, it was essential to program the microcontroller in order to control the Voltage Source Inverter (VSI) using the software MPLAB IDE provided by Microchip. The control of the active and reactive power was performed with two PI controllers. Connecting the three-phase converter with the resistors and the power grid, we received the experimental measurements that verify that our system functions properly.
Appears in Collections:Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nemertes_Papageorgiou(ele).pdf9.43 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons