Układ laboratoryjny energoelektronicznego interfejsu sieciowego AC/DC/DC dla magazynu energii

• Autorzy: Kaszewski A. , Straś A. , Gałecki A. , Michalczuk M. , Ufnalski B. , Grzesiak L M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.06.09

Warianty tytułu

EN

Laboratory setup of an AC/DC/DC power electronics converter for an energy storage system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono układy kondycjonera mocy z nadprzewodnikowym magazynem energii oraz zasobnikiem ultrakondensatorowym. Zawarto opis stanowiska laboratoryjnego z energoelektronicznym interfejsem sieciowym dla magazynu energii. W skład interfejsu sieciowego wchodzi trójgałęziowy trójpoziomowy przekształtnik napięcia AC/DC i dwugałęziowy trójpoziomowy przekształtnik napięcia DC/DC. Omówiono metodę wyrównywania napięć w obwodzie pośredniczącym DC. Przedstawiono uniwersalność układu, który może pracować zarówno z ultrakondesatorowym jak i z nadprzewodnikowym magazynem energii, natomiast przekształtniki mogą działać jako trójpoziomowe lub dwupoziomowe. Omówiono zastosowane elektroniczne układy sterowania z mikrokontrolerami TMS320F28335 i matrycą programowalną FPGA.

EN

The article presents the power conditioner system with superconductor and ultracapacitor energy storage. A description of a laboratory setup of a power electronics interface for the energy storage is included. The grid interface contains a three-level AC/DC converter and a two-branch three-level DC/DC converter. Balancing method of controlling the AC/DC converter and the universality of the DC/DC system are presented. The versatility of the system, which can work both with ultracapacitor and superconductor energy storage, is shown. Power electronics converters can work in a three-level or in a two-level mode. The electronic systems with DSC TMS320F28335 microcontrollers and FPGA have been discussed.

Słowa kluczowe

PL

przekształtnik AC/DC; przekształtnik DC/DC; magazyn energii; trójpoziomowy przekształtnik napięcia

EN

AC/DC VSC; DC/DC VSC; energy storage system; three-level converter

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 6
• Strony: 49--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kaszewski A.

• Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, Wydział Elektryczny, Politechnika Warszawska, ul. Koszykowa 75, 00-662, Warszawa, Polska

autor

Straś A.

• Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, Wydział Elektryczny, Politechnika Warszawska, ul. Koszykowa 75, 00-662, Warszawa, Polska

autor

Gałecki A.

• Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, Wydział Elektryczny, Politechnika Warszawska, ul. Koszykowa 75, 00-662, Warszawa, Polska

autor

Michalczuk M.

• Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, Wydział Elektryczny, Politechnika Warszawska, ul. Koszykowa 75, 00-662, Warszawa, Polska

autor

Ufnalski B.

• Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, Wydział Elektryczny, Politechnika Warszawska, ul. Koszykowa 75, 00-662, Warszawa, Polska

autor

Grzesiak L M.

• Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, Wydział Elektryczny, Politechnika Warszawska, ul. Koszykowa 75, 00-662, Warszawa, Polska

Bibliografia

• [1] Polska Norma; Napięcia znormalizowane IEC. PN-IEC 60038:2011
• [2] Polska Norma; Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach rozdzielczych. PN-EN 50160:2010
• [3] International Standard; IEC standard voltages. IEC 60038:2009
• [4] E. Siwy; „Dostosowanie przepisów polskich w zakresie jakości energii elektrycznej do wymogów Unii Europejskiej”. Biuletyn techniczny, Nr (18), 2002
• [5] A. Kaszewski, A. Galecki, B. Ufnalski, L. M. Grzesiak; „Statespace current control for four-leg grid-connected PWM rectifiers with active power filtering function”. 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition, pp. 1265-1271, 2014
• [6] V. Yaramasu, M. Rivera, B. Wu, and J. Rodriguez; „Model predictive current control of two-level four-leg inverters—part I: Concept, algorithm, and simulation analysis”. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 28, no. 7, pp. 3459–3468, 2013
• [7] B. Kedjar and K. Al-Haddad; „LQ control of a three-phase fourwire shunt active power filter based on three-level NPC inverter”. Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, pp. 001 297–001 302, 2008,
• [8] A. Galecki , L. Grzesiak, B. Ufnalski, A. Kaszewski, M. Michalczuk; „Anti-Windup Strategy for an LQ Current Controller with Oscillatory Terms for Three-Phase Grid-tie VSCs in SMES Systems”. Power electronics and drives, vol. 1(36), No. 2, 2016
• [9] A. Straś, A. Kaszewski and L. Grzesiak; „An Efficient Modulation Algorithm for 3-phase NPC Voltage Source Converters”. European Power Electronics (EPE’17 ECCE Europe) Conference, pages 1-10, 2017
• [10] Texas Instruments; Digital Signal Controller TMS320F28335. http://www.ti.com/product/TMS320F28335, accesed on 07.08.2017.
• [11] Wikipedia: Model OSI. https://pl.wikipedia.org/ wiki/Model_OSI, accesed on 07.08.2017.
• [12] H. L. Ginn, N. Hingorani, J. R. Sullivan, R. Wachal; „Control Architecture for High Power Electronics Converters”., Proceedings of the IEEE, vol. 103, No. 12, pp 2312-2319, 2015
• [13] Arifujjaman, S.Hossain, T. Iqbal; „Efficiency Comparison of 2- and 3-level Inverter Based Power Conditioning System for Grid Connected SOFC Application”, Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering (CCECE 2014), 2014.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).