Купить (120 RUB)
|сгенерировать QR код
Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
Разработка системы управления для оптимального сопряжения энергосети с электролизерами и водородными топливными элементами для парирования провального периода
https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.03.168-176
Аннотация
В работе представлены результаты анализа параметров последовательного резонансного преобразователя с фиксирующими диодами CSRC. Условия работы преобразователя подразумевают широкий диапазон изменения входного напряжения и мощности нагрузки. Предложена система управления на основе частотно-импульсного регулирования. Задание частоты производится на основе входного напряжения, выходного тока и параметров преобразователя. Применимость способа управления проверена моделированием. Рассмотрены режимы пуска на максимальную мощность при минимальном входном напряжении. Полученные результаты соответствуют техническому заданию.
Об авторах
С. В. Кучак
Новосибирский государственный технический университет
Россия
Россия
Кучак Сергей Викторович - доцент кафедры электроники и электротехники, кандидат технических наук
Новосибирск
Д. А. Штейн
Новосибирский государственный технический университет
Россия
Россия
Штейн Дмитрий Александрович - заместитель директора Института силовой электроники
Новосибирск
Список литературы
1. D. Concha, H. Renaudineau, M. S. Hernández, A. M. Llor, S. Kouro. «Evaluation of DCX converters for off-grid photovoltaic-based green hydrogen production». International Journal of Hydrogen Energy, Volume 46, Issue 38, 2021, pp. 19861-19870.
2. G. Spiazzi. «Analysis and design of the softswitched clamped-resonant interleaved boost converter» in CPSS Transactions on Power Electronics and Applications. – Vol. 4, no. 4, pp. 276-287.
3. I. Voronin, P. Voronin and O. Osipov. «The Efficiency Analysis of Resonant Circuits in High-Power Converters of Electrical Energy with Soft Switching Mode». 2021 28th International Workshop on Electric Drives: Improving Reliability of Electric Drives (IWED), Moscow, Russia, 2021, pp. 1-6.
4. Q. Duan, G. Sha, C. Zhao and C. Ma. «Soft-Switching Analysis of Isolated Bidirectional LC Series Resonant DC-DC Converter with Phase-Shift Control». 2018 2nd IEEE Conference on Energy Internet and Energy System Integration (EI2), Beijing, China, 2018, pp. 1-9.
5. E. Chu, X. Hou and H. Zhang. «A Novel Soft Switching Converter with Active Auxiliary Resonant Commutation» in Chinese Journal of Electronics, vol. 21, no. 4, pp. 751-755, October 2012.
6. Y. Dong-Ying, K. Shih-Hao, S. Yong-Long, C. Huang-Jen, L. Kuo-Chi and Y. Ta-Yung. «An Improved 48-to-12V Series-Parallel Resonant Switched-Capacitor Converter for Data Center Applications» 2021 IEEE International Future Energy Electronics Conference (IFEEC), Taipei, Taiwan, 2021, pp. 1-6.
7. X. Li, H. Hu, L. Guo and R. Zou. «A Matrix-Converter-Based Single-Stage AC-DC Converter with a LLC Resonant Tank to Realize Soft Switching». 2020 IEEE 9th International Power Electronics and Motion Control Conference (IPEMC2020-ECCE Asia), Nanjing, China, 2020, pp. 1555-1559.
8. S. Khan, A. Chub and D. Vinnikov. «An Overview of Wide-Voltage Range Isolated DC-DC Converters», 2023 IEEE 64th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON), Riga, Latvia, 2023, pp. 1-6.
9. S. Pourjafar, P. Mohseni, O. Matiushkin, O. Husev and D. Vinnikov. «Novel Isolated High Step-up DC-DC Converter with Wide Input Voltage Regulation Range». 2023 IEEE 64th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON), Riga, Latvia, 2023, pp. 1-6.
10. K. V. Anandkrishnan, S. S. Kumar, A. T. T and J. P. «High Gain Converter Based Fuel Cell-Battery System for Electric Vehicles and Residential Applications». 2022 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES), Jaipur, India, 2022, pp. 1-6
11. A. Rajabi, M. G. Marangalu, A. Rajaei, F. M. Shahir, M. R. Islam and R. Shah. «Implementation and Efficiency Calculation of Fuel-Cell Vehicles Using a Bidirectional DC/DC Converter with ZVS». 2022 IEEE 1st Industrial Electronics Society Annual On-Line Conference (ONCON), kharagpur, India, 2022, pp. 1-5
12. S. Chaudhary and Y. K. Chauhan. «Studies and performance investigations on fuel cells». 2014 International Conference on Advances in Engineering & Technology Research (ICAETR – 2014), Unnao, India, 2014, pp. 1-6.
13. Xiangwan Liu, Yang Yang, Lingxian Zhang, Shenpei Zhou, Lamei Xu, Changjun Xie, Bo Zhao, Leiqi Zhang. «Uncertainty assessment of a semi-empirical output voltage model for proton exchange membrane fuel cells». International Journal of Hydrogen Energy. – Vol.48, Issue 29, 2023, pp. 11071-11085.
14. H. Liu, L. Xu, Z. Hu, J. Li, H. Jiang and M. Ouyang. «Experimental Study and Performance Analysis on High Power Fuel Cell System». IECON 2020 The 46th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Singapore, 2020, pp. 2031-2035
15. S. V. Kuchak, A. N. Voroshilov and E. A. Chudinov. «Discharge characteristics of lithium-ion accumulators under different currents». 2017 18th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM), Erlagol, Russia, 2017, pp. 435-438.
16. S. Ananda, N. Lakshminarasamma, V. Radhakrishna, M. S. Srinivasan, P. Satyanarayana and M. Sankaran. «Generic Lithium ion battery model for energy balance estimation in spacecraft». 2018 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES), Chennai, India, 2018, pp. 1-5.
17. W. Roshen. «Load Independent, Enhanced Power Extraction from a Solar Cell: Modifying the Output Characteristics of a Solar Cell Externally». 2023 Middle East and North Africa Solar Conference (MENA-SC), Dubai, United Arab Emirates, 2023, pp. 1-3
18. T. Nakamura, L. Zhu, M. Yoshita, M. Imaizumi, H. Akiyama and Y. Okada. «Quantitative loss analysis of voltage output characteristics on multi-junction solar cells». 2018 IEEE 7th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC) (A Joint Conference of 45th IEEE PVSC, 28th PVSEC & 34th EU PVSEC), Waikoloa, HI, USA, 2018, pp. 0921-0926
19. M. S. Khesbak and A. A. Ibraheem. «Design and Simulation of a Solar Power System Oriented for Mobile Base Station Sites». 2021 IEEE International Conference in Power Engineering Application (ICPEA), Malaysia, 2021, pp. 18-23.
20. X. Sun, X. Li, Y. Shen, B. Wang, and X. Guo. «Dual-Bridge LLC Resonant Converter with Fixed-Frequency PWM Control for Wide Input Applications». IEEE Trans. Power Electron. – Vol. 32, no. 1, pp. 69–80, 2017.
21. W. Sun, Y. Xing, H. Wu, and J. Ding. «Modified High-Efficiency LLC Converters with Two Split Resonant Branches for Wide Input-Voltage Range Applications». IEEE Trans. Power Electron. – Vol. 33, no. 9, pp. 7867-7879, 2018.
22. Y. Chen, H. Wang, Y. F. Liu, J. Afsharian, and Z. A. Yang. «Efficiency-wise optimal design methodology of LCLC converter for wide input voltage range applications». ECCE 2016 – IEEE Energy Convers. Congr. Expo. Proc., pp. 1-8, 2016.
23. Z. Liang, R. Guo, G. Wang, and A. Huang. «A new wide input range high efficiency photovoltaic inverter». 2010 IEEE Energy Convers. Congr. Expo. ECCE 2010. – Proc., pp. 2937-2943, 2010.
24. B. R. Lin, J. J. Dai, and Y. K. Du. «Analysis of a new resonant converter with auxiliary windings to extend input voltage range». Proc. 2nd Int. Conf. Intell. Green Build. Smart Grid, IGBSG 2016, pp. 1-6, 2016.
25. S. M. S. I. Shakib and S. Mekhilef. «A Frequency Adaptive Phase Shift Modulation Control Based LLC Series Resonant Converter for Wide Input Voltage Applications». IEEE Trans. Power Electron. – Vol. 32, no. 11, pp. 8360-8370, 2017.
26. W. Sun, H. Wu, H. Hu, and Y. Xing. «Modified LLC resonant converter with secondary paralleled bidirectional switch for applications with hold-up time requirement». IET Power Electron. – Vol. 10, no. 3, pp. 398-404, 2017.
27. K. H. Yoon, Y. J. Noh, S. Phum, S. Meas, S. H. Jang, and E. S. Kim. «LLC resonant converter with wide input voltage and load range at fixed switching frequency». – Conf. Proc. – IEEE Appl. Power Electron. Conf. Expo. – APEC, pp. 1338-1342, 2012.
28. D. Temkin, U. Carlsson, G. Dakermanji. «Development of a multiple output resonant converter for space applications». APEC’88 Third Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, 2/New Orleans, LA, USA, 1988, pp. 167-181.
29. R. Ramabhadran, X. She, Y. Levy, J. Glaser, R. Raju and R. Datta. «Universal AC input high density power adapter design with a Clamped Series Resonant Converter». 2015 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Montreal, QC, Canada, 2015, pp. 5857-5864.
30. M. A. Khoroshev, D. V. Makarov, A. G. Volkov and I. V. Zaev. «Analysis of dynamic properties of resonant converter in a power supply system of autonomous object». 2017 18th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM), Erlagol, Russia, 2017, pp. 487-490.
Рецензия
Для цитирования:
Кучак С.В., Штейн Д.А. Разработка системы управления для оптимального сопряжения энергосети с электролизерами и водородными топливными элементами для парирования провального периода. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2024;(3):168-176. https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.03.168-176
For citation:
Kuchak S.V., Shtein D.A. Development of a control system for optimal interfacing of the power grid with electrolyzers and hydrogen fuel cells to parry the down period. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2024;(3):168-176. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.03.168-176
Просмотров:
100
Послать статью по эл. почте 