Modelowanie i realizacja praktyczna symulatora sprzętowego systemów fotowoltaicznych z wykorzystaniem układów FPGA

Penczek, A.; Stala, R.; Stawiarski, Ł.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Modelowanie i realizacja praktyczna symulatora sprzętowego systemów fotowoltaicznych z wykorzystaniem układów FPGA

Autorzy

Penczek A. , Stala R. , Stawiarski Ł.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://pe.org.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Modeling and practical realization of Hardware-in-the-Loop FPGA based photovoltaic system simulator

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule opisano stanowisko badawcze do modelowania i weryfikacji w czasie rzeczywistym systemów pozyskiwania energii elektrycznej z paneli fotowoltaicznych. Do implementacji modeli wykorzystano, specjalnie w tym celu zaprojektowane, karty z układami FPGA (rodzina Cyclone III) wyposażone w interfejs cyfrowy oraz 4 kanały z szybkimi przetwornikami C/A. W artykule przedstawiono wyniki uzyskane w efekcie symulacji oraz porównano je z wynikami pomiarów układu rzeczywistego.

The article presents a test bench for modelling and real-time verification of photovoltaic systems. For the model implementation, specially designed card with FPGAs IC (Cyclone III family), digital interface and 4 channel fast DAC converters were used. The article presents simulation results in comparison with experiment results.

Słowa kluczowe

symulator sprzętowy FPGA model czasu rzeczywistego system fotowoltaiczny

Hardware-in-the-Loop simulator FPGA real-time model photovoltaic system

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Przegląd Elektrotechniczny

Rocznik

2012

Tom

R. 88, nr 4b

Strony

175--180

Opis fizyczny

Bibliogr. 28 poz., rys.

Twórcy

autor

Penczek A.

autor

Stala R.

autor

Stawiarski Ł.

Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, penczek@agh.edu.pl

Bibliografia

[1] Cirstea M., Power electronic Systems VHDL Modelling and FPGA Controller Prototyping, Przeglad Elektrotechniczny (Electrical Review), 81 (2005), nr 4, 16-20.
[2] E. Koutroulis, K. Kalaitzakis and V. Tzitzilonis, Development of an FPGA-based System for Real-Time Simulation of Photovoltaic Modules, Seventeenth IEEE International Workshop on Rapid System Prototyping (RSP'06).
[3] A. Parera Ruiz, M. Cirstea, W. Koczara, R. Teodorescu, Novel Integrated Renewable Energy System Modelling Approach, Allowing Fast FPGA Controller Prototyping, 11th International Conference Optimization of Electrical and Electronic Equipment, OPTIM 2008, May 2008, pp. 395 – 400.
[4] Stala R., Testing of the grid-connected photovoltaic systems using FPGA-based real-time model, 13th International Power Electronics and Motion Control Conference, Poznan–Poland, 1 – 3 Sept., 2008.
[5] Piróg S., Stala R. and Stawiarski Ł., Power electronic converter for photovoltaic systems with the use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-connected systems, Bulletin ofthe Polish Academy of Sciences: Tech. 57(4) 2009, pp. 345- 354.
[6] Stala R. and Stawiarski Ł., Modele czasu rzeczywistego ogniw fotowoltaicznych zrealizowane w układach FPGA, Przeglad Elektrotechniczny (Electrical Review), 86 (2010), nr 2, 358-363.
[7] Stala R. and Szarek M., Oszacowanie strat energii w systemie fotowoltaicznym na podstawie symulacji czasu rzeczywistego w układzie FPGA, Przeglad Elektrotechniczny (Electrical Review), 86 (2010), nr 2, 364-369.
[8] R. Ruelland, G. Gateau, T.A. Meynard, J.M. Hapiot, Design of FPGA-Based Emulator for Series Multicell Converters Using Co-Simulation Tools, IEEE Trans. On Power. Electron., 18 (2003), n. 1, 455-463.
[9] Stala R., Analiza sterowania przekształtnika wielokomórkowego ac/ac na podstawie modelu zrealizowanego w układzie FPGA, Przeglad Elektrotechniczny (Electrical Review), 83 (2007), nr 10, 28-36.
[10] Piróg S., Baszyński M. , Modelling a single phase multicell DC/AC inverter using FPGA, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), 84 (2008), nr 2, 84–87.
[11] C. Dufour, S. Abourida, J. Belanger, Real-Time Simulation of Permanent Magnet Motor Drive on FPGA Chip for High- Bandwidth Controller Tests and Validation, IEEE ISIE 2006, July 9-12, 2006, Montreal, Quebec, Canada.
[12] M. O. Faruque, and V. Dinavahi, Hardware-in-the-Loop Simulation of Power Electronic Systems Using Adaptive Discretization, IEEE Trans. On Ind. Electron., Vol. 57, NO. 4, April 2010, pp. 1146-1158.
[13] D. Westermann, and M. Kratz, A Real-Time Development Platform for the Next Generation of Power System Control Functions, IEEE Trans. On Ind. Electron., Vol. 57, NO. 4, April 2010, pp. 1159-1166.
[14] S. Huang and K. Kiong Tan, Hardware-in-the-Loop Simulation for the Development of an Experimental Linear Drive, IEEE Trans. On Ind. Electron., Vol. 57, NO. 4, April 2010, pp. 1167- 1174.
[15] A.-L. Allegre, A. Bouscayrol, J.-N. Verhille, P. Delarue, E. Chattot, S. El-Fassi, Reduced-Scale-Power Hardware-in-the- Loop Simulation of an Innovative Subway, IEEE Trans. On Ind. Electron., Vol. 57, NO. 4, April 2010, pp. 1175 - 1185.
[16] L. Gauchia, J. Sanz, A Per-Unit Hardware-in-the-Loop Simulation of a Fuel Cell/Battery Hybrid Energy System, IEEE Trans. On Ind. Electron., Vol. 57, NO. 4, April 2010, pp. 1186 – 1194.
[17] L. Gauchia, J. Sanz, A Per-Unit Hardware-in-the-Loop Simulation of a Fuel Cell/Battery Hybrid Energy System, IEEE Trans. On Ind. Electron., Vol. 57, NO. 4, April 2010, pp. 1195 – 1207.
[18] S. Grubic, B. Amlang, W. Schumacher, A. Wenzel, A High- Performance Electronic Hardware-in-the-Loop Drive¨CLoad Simulation Using a Linear Inverter (LinVerter), IEEE Trans. On Ind. Electron., Vol. 57, NO. 4, April 2010, pp. 1208 – 1216.
[19] Y. Srinivasa Rao, M. C. Chandorkar, Real-Time Electrical Load Emulator Using Optimal Feedback Control Technique, IEEE Trans. On Ind. Electron., Vol. 57, NO. 4, April 2010, pp.1217 – 1225.
[20] S. Karimi, P. Poure, S. Saadate, An HIL-Based Reconfigurable Platform for Design, Implementation, and Verification of Electrical System Digital Controllers, IEEE Trans. On Ind. Electron., Vol. 57, NO. 4, April 2010, pp. 1226 – 1236.
[21] F. R. Palomo Pinto, A. P. Vega-Leal, "A Test of HIL COTS Technology for Fuel Cell Systems Emulation", IEEE Trans. On Ind. Electron., Vol. 57, NO. 4, April 2010, pp. 1237 – 1244.
[22] A. J. Roscoe, A. Mackay, G. M. Burt, J. R. McDonald, Architecture of a Network-in-the-Loop Environment for Characterizing AC Power-System Behavior, IEEE Trans. On Ind. Electron., Vol. 57, NO. 4, April 2010, pp. 1245–1253.
[23] M. Steurer, C. S. Edrington, M. Sloderbeck, W. Ren, J. Langston, A Megawatt-Scale Power Hardware-in-the-Loop Simulation Setup for Motor Drives, IEEE Trans. On Ind. Electron., Vol. 57, NO. 4, April 2010, pp. 1254 - 1260.
[24] A. Javadi, G. Olivier, F. Sirois ,A real-time power Hardware-in-the- Loop implementation of an active filter, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), 2011, no 11a.
[25] R. Stala, K. Koska, L. Stawiarski: “Realization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid- Connected Photovoltaic System”, International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011, 27-30 June 2011, Gdansk, Poland.
[26] Trishan Esram, Student Member, IEEE, and Patrick L. Chapman, Senior Member, IEEE, Comparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniques, IEEE Trans. On Energy Conservation, vol. 22, NO.2, June 2007
[27] M.C. Cavalcanti, K.C. Oliveira, G.M. Azevedo, D. Moreira, F.A.Neves: Maximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic Systems, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), 2006-2, p. 49.
[28] Penczek A., Stala R., Mondzik A., Stawiarski Ł.,Szarek M., Hardware-in-the-Loop FPGA-based Simulations of Switch-mode Converters for Research and Educational Purposes, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), ISSN 0033-2097, R. 87 NR 11/2011

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPOB-0052-0032