Trendy doboru materiałów magnetycznych dla wysokoczęstotliwościowych falowników sieciowych współpracujących ze źródłami energii odnawialnej

• Autorzy: Handzel M. , Ryłko M.

Warianty tytułu

EN

General trends in magnetic materials selection for grid connected inverter’s output filter coupled with renewable energy source

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono generalne trendy technologiczne w zakresie użycia materiałów magnetycznych dla dławików filtra wyjściowego falownika sieciowego współpracującego ze źródłem energii odnawialnej. Przedstawiono rozważania dla falowników w zakresie mocy 3- 60 kW oraz częstotliwościach modulacji 10-150 kHz. Przedstawiono opis narzędzi analizy oraz wyniki zakończone wnioskami dla różnych materiałów magnetycznych . Analiza jest udokumentowana wykresami, które przedstawiają trendy w doborze materiałów magnetycznych.

EN

This paper presents general trends in magnetic materials selection for grid connected inverter’s output filter coupled with renewable energy source. The inductor size is analyzed in a power range between 3kW to 60kW and a frequency range between 10kHz to 150kHz. The paper presents tools of analysis and introduces magnetic materials and finally provides with the result and the summary. The analysis is underpinned with number of graphs that show trends in magnetic material selection for considered power, frequency and efficiency range.

Słowa kluczowe

PL

element magnetyczny; energoelektronika; falownik sieciowy; energia odnawialna

EN

magnetic components; power electronics; grid inverter; renewable energy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 10
• Strony: 241--246
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Handzel M.

• dtw Sp. z o.o., ul. Krakowska 390, 32-080 Zabierzów

autor

Ryłko M.

• dtw Sp. z o.o., ul. Krakowska 390, 32-080 Zabierzów

Bibliografia

• [1] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/72/WE z dnia 13 lipca 2009r.
• [2] Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r. Prawo energetyczne.
• [3] Ustawa z dnia 26 lipca 2013 r. o zmianie ustawy – Prawo energetyczne oraz niektórych innych ustaw
• [4] Projekt ustawy o odnawialnych źródłach energii http://www.konsultacje.gov.pl/node/3252
• [5] Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, Annual Report 2014/15, Fraunhofer ISE
• [6] http://www.sma.de
• [7] http://new.abb.com/solar
• [8] http://www.danfoss.com
• [9] http://sungrowpower.com/sungrow-english/
• [10] Lorenz, L., "New power semiconductor components for future innovative high frequency power converters," Industrial Technology, 2003 IEEE International Conference on , vol.2, no., pp.1173,1177 Vol.2, 10-12 Dec. 2003
• [11] Beres, R.; Xiongfei Wang; Blaabjerg, F.; Bak, C.L.; Liserre, M., "A review of passive filters for grid-connected voltage source converters," Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2014 Twenty-Ninth Annual IEEE , vol., no., pp.2208,2215, 16-20 March 2014
• [12] Carrasco, J.M.; Franquelo, L.G.; Bialasiewicz, J.T.; Galvan, E.; Guisado, R.C.P.; Prats, Ma.A.M.; Leon, J.I.; Moreno-Alfonso, N., "Power-Electronic Systems for the Grid Integration of Renewable Energy Sources: A Survey," Industrial Electronics, IEEE Transactions on , vol.53, no.4, pp.1002,1016, June 2006
• [13] Peter Friedrichs, SiC Power Devices - Recent and Upcoming Developments, IEEE ISIE 2006, July 9-12, 2006
• [14] Stefanos Saridakis, Eftichios Koutroulis, Frede Blaabjerg, Optimization of SiC-Based H5 and Conergy-NPC Transformerless PV Inverters, IEEE journal of embering and selected topics in power electronics, Vol. 03, No. 2, June 2015
• [15] Łukasz Stawiarski , Miłosz Szarek , Andrzej Mondzik , Robert Stala , Adam Penczek, Jednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznej, Przegląd Elektrotechniczny, 88 (2012), nr 2, 218-222
• [16] Burger B., Kranzer D., Stalter O.: Cost reduction of PVinverters with SiC-DMOSFETs, 5th International Conference on Integrated Power Systems (CIPS), pp. 1-5, 2008
• [17] Barlik R., Rąbkowski J., Nowak M., Przyrządy półprzewodnikowe z węglika krzemu (SiC) i ich zastosowania w energoelektronice, Przegląd Elektrotechniczny, 82 (2006), nr 11, 1- 8
• [18] IEEE Application Guide for IEEE Std. 1547, IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources With Electric Power Systems, IEEE 1547.2-2008, 2008.
• [19] Hamid R. Karshenas, Hadi Saghafi, Basic Criteria in Designing LCL Filters for Grid Connected Converters, IEEE ISIE 2006, July 9-12, 2006
• [20] Erika Twining; Holmes, D.G., "Grid current regulation of a three-phase voltage source inverter with an LCL input filter," Power Electronics, IEEE Transactions on , vol.18, no.3, pp.888,895, May 2003
• [21] Beres, R.; Xiongfei Wang; Blaabjerg, F.; Bak, C.L.; Liserre, M., "A review of passive filters for grid-connected voltage source converters," Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2014 Twenty-Ninth Annual IEEE , vol., no., pp.2208,2215, 16-20 March 2014
• [22] David O. Boillat, Thomas Friedli, Jonas Mϋhlethaler, Johann W. Kolar, Wolfgang Hriberniky, Analysis of the Design Space of Single-Stage and Two-Stage LC Output Filters of Switched- Mode AC Power Sources, Power and Energy Conference at Illinois (PECI), 2012 IEEE
• [23] Marco Liserre, Frede Blaabjerg, Steffan Hansen, Design and Control of an LCL-Filter-Based Three-Phase Active Rectifier, IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 41, no. 5, September/October 2005
• [24] Samuel Vasconcelos Araújo, Alfred Engler, Benjamin Sahan, Fernando Luiz Marcelo Antunes, LCL Filter design for gridconnected NPC inverters in offshore wind turbines, The 7th International Conference on Power Electronics October 22-26, 2007 / EXCO, Daegu, Korea
• [25] Marek S. Rylko, Magnetic Materials and Soft-Switched Topologies for High-Current DC-DC Converters, A thesis presented to the National University of Ireland for the degree of Doctor of Philosophy, January, 2011
• [26] M.S. Rylko, B.J. Lyons, J.G. Hayes, M.G. Egan, “Revised magnetics performance factors and experimental comparison of high-flux materials for high-current dc-dc inductors,” IEEE Transactions on Power Electronics, 2011
• [27] http://www.vacuumschmelze.com/
• [28] http://www.metglas.com/
• [29] http://www.jfe-steel.co.jp/en/index.html
• [30] http://www.ferroxcube.com
• [31] Robert W. Erickson, Dragan Maksimovic, Fundamentals of Power Electronics 2nd Edition
• [32] Alex Van den Bossche, Vencislav Cekov Valchev, Inductors and Transformers for Power Electronics, CRC Press, 2005
• [33] Colonel Wm. T. McLyman, Transformer and Inductor Design Handbook, 2nd ed., Marcel Dekker, Inc., 1988