عنوان

تحلیل، شبیه‌سازی و بهبود مبدل DC-DC دوطرفه چنددرگاهه برای افزایش بهره ولتاژ و کاهش تلفات به منظور کاربرد در سیستم‌های انرژی‌ تجدیدپذیر

Number

پ۲۷۳۷۰

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تحلیل، شبیه‌سازی و بهبود مبدل DC-DC دوطرفه چنددرگاهه برای افزایش بهره ولتاژ و کاهش تلفات به منظور کاربرد در سیستم‌های انرژی‌ تجدیدپذیر

First Statement of Responsibility

امیر ایلغمی خسروشاهی

Name of Publisher, Distributor, etc.

مهندسی برق وکامپیوتر

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۷۳ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

برق،قدرت

Date of degree

۱۴۰۱/۰۶/۱۹

Text of Note

استفاده از سوخت‌های فسیلی به عنوان یک منبع تولید انرژی الکتریکی، مشکلات زیادی از جمله آلودگی هوا، خطرات زیست محیطی و امنیتی ایجاد می‌کند. بنابراین، برای پاسخ‌گویی به تقاضای روزافزون این انرژی، تبدیل انرژی از منابع تجدیدپذیر برای کاربردهای صنعتی و خانگی در حال گسترش است. سطح توان پایین و ماهیت تناوبی منابع تجدیدپذیر و هم‌چنین تغییر ذاتی ولتاژ ترمینال این منابع، چالش‌های اساسی این حوزه است. استفاده از مبدل‌های dc-dc یا dc-ac به عنوان یک واسط بین منبع انرژی تجدیدپذیر و مصرف‌کننده برای حل این چالش‌ها، ضروری است. به منظور بهبود بازده و چگالی توان مطلوب، استفاده از مبدل‌های چنددرگاهه در مقایسه با روش‌های مرسوم که در آن یک مبدل برای هر کدام از منابع تجدیدپذیر در نظر گرفته می‌شود راه‌حل مناسبی است. هم‌چنین، بر اساس شرایط ویژه سیستم و بحث‌های مدیریت انرژی، لازم است در طراحی مبدل‌های چنددرگاهه به ترکیب سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر با یک ذخیره‌کننده انرژی مانند باتری نیز توجه شود. استفاده از باتری و اضافه شدن ویژگی‌های آن، اگرچه یک راه‌حل مطلوب است اما نیاز به طراحی مبدل‌های فوق افزاینده با بازده بهینه و چگالی توان بالا هم‌چنان احساس می‌شود. طراحی و ساخت این مبدل‌ها جزو موضوعاتی است که امروزه مهندسان و محققان حوزه الکترونیک قدرت به آن می‌پردازند و سعی در توسعه و بهبود عمل‌کرد پژوهش‌های قبلی دارند.در این پایان‌نامه، یک مبدل الکترونیک قدرت dc-dc غیرایزوله‌ی دوورودی-تک‌خروجی ارائه می‌شود که یکی از درگاه‌های ورودی دوطرفه است و ورودی دیگر یک منبع تولید توان با جریان ورودی پیوسته و ریپل جریان پایین است. برای افزایش بهره ولتاژ در این مبدل، از ترانسفورماتور یا سلف‌های تزویج استفاده نمی‌شود زیرا برای رسیدن به ولتاژ خروجی بالاتر باید جهش ولتاژ روی کلیدهای اصلی توسط مدارات کمکی خنثی شود که باعث پیچیدگی ساختار می‌شود. بهره‌گیری از ضرب‌کننده‌های ولتاژ دیود-خازنی علاوه بر ساختار ساده، منجر به کاهش حداکثر تنش ولتاژ نرمالیزه شده‌ی دیودها و کلیدها در مبدل پیشنهادی می‌شود. تنش ولتاژ پایین روی نیمه‌هادی‌ها امکان استفاده از ادوات الکترونیک قدرت با ولتاژ نامی کم‌تر را فراهم می‌کند. در نتیجه، حجم و هزینه کلی مدار کاهش یافته و هم‌چنین بازده مبدل به دلیل کم‌شدن تلفات، افزایش می‌یابد. با توجه به ویژگی‌های گفته شده مبدل پیشنهادی یک گزینه مناسب برای کاربرد در سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر می‌تواند ‌باشد. از دیگر ویژگی‌های این مبدل، جریان شارژ به صورت پالسی است که می‌تواند طول عمر باتری را بهبود ببخشد. مبدل پیشنهادی در مدهای کاری مختلف تحلیل و بررسی شده و بعد از به دست آمدن روابط اصلی، با سایر مبدل‌های مشابه مقایسه می‌شود. برای تایید روابط تئوری محاسبه شده، مبدل پیشنهادی در محیط نرم‌افزار PSCAD/EMTDC شبیه‌سازی می‌شود.

Text of Note

AbstractThe use of fossil fuels as a source of Electricity energy includes some problems such air pollution, environmental and security risks. Therefore, for providing the demanding need of this energy, the conversion of energy from renewable sources for industrial and home applications is getting more by the day. The low power level and periodic nature of renewable sources as well as the inherent change of the terminal voltage of these sources are basic challenges of this field. Utilizing dc-dc or dc-ac converters as an interface between these sources and users is so important for solving these challenges. For improving efficiency and power density, the use of multi-port converters in comparison with traditional ways in which a single converter is used for each of the renewable sources, is a suitable solution. Furthermore, by considering special conditions of system and energy management problems, utilizing an Energy storage system like batteries in multi-port converters is needed. Utilizing a battery and its features is a suitable solution but designing of efficient ultra step-up converters is needed. Nowadays, design and make of these converters are subjects that power electronic engineers and researchers work on, for improving previous researches.In this dissertation, A non-isolated dual input-single output power electronic dc-dc converter is presented in which one of the input ports is bidirectional and the other input source produces power with low ripple continuos current. For increasing the voltage gain in this converter, transformer or coupled inductors are not used because for reaching higher output voltage, voltage stress on main switches should be neutralized by auxiliary circuits and this makes the circuit complicated. Utilizing diode-capacitor voltage multipliers beside of simple structure results in decrease of maximum normalized voltage stress of diodes and switches in the proposed structure. Because of low voltage stress on semiconductors, low current and voltage stress power electronic devices can be utilized. Therefore, the volume and overall cost of circuit are decreased and also the efficiency of converter are increased. According to the mentioned characteristics, the presented converter can be suitable for renewable energy applications. Pulating charge current is another advantage of this converter which increase battery aging. The operation modes of this converter are discussed and have been compared with other similar converters. To confirm the calculated theoretical relationships, the proposed converter is simulated in the PSCAD/EMTDC software environment.

Variant Title

Analysis, Simulation and Improvement of a Bidirectional ‎Multi-port DC-DC Converter to Increase the Voltage Gain and ‎Reduce Losses for Renewable Energy Systems

Entry Element

ایلغمی خسروشاهی‏،

Part of Name Other than Entry Element

امیر ‏

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

حسینی‏،

Entry Element

بابایی،

Entry Element

‏ قاسم زاده،

Part of Name Other than Entry Element

‏ سیدحسین

Part of Name Other than Entry Element

ابراهیم ‏

Part of Name Other than Entry Element

‏ سعید

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Entry Element

‏ تبریز