Design and modeling of multiport DC-DC converter for renewable energy sources and energy storage integrated system
[ X ]
Tarih
2023
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Adana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tezde, yenilenebilir enerji sistemleri (YES), enerji depolama sistemleri ve yüklerin entegrasyonunu, birbirleri arasında optimum güç akışını mümkün kılan çok-portlu DA-DA dönüştürücü ve kontrol şemaları üzerine tasarım ve modelleme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu kapmsada, farklı dönüştürücü modelleri geliştirilmiş olup, YES ünitelerinde maksimum güç noktasının takibinin yapılabilmesi, enerji depolama ünitelerinde standartlara uygun şarj algoritmalarının uygulanabilmesi, yüklere kesintisiz güç sağlanabilmesi, ve çift yönlü güç akışının sağlanabilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçlara yönelik olarak, tez kapsamında dört farklı çok-portlu DA-DA dönüştürücü topolojisi ve kontrolcüsü tasarlanmış ve modellenmiştir. Tasarım aşamasında topolojilerin matematiksel hesaplamaları gerçekleştirilmiş, kontrol şemaları ve anahtarlama durumları derinlemesine incelenmiş ve sunulmuştur. Önerilen dönüştürücüler, MATLAB/Simulink ve PSIM ortamlarında geliştirilmiş ve olası tüm güç akış senaryolarında sistem performansları test edilmiştir. Gerçekleştirilen performans inceleme çalışmaları neticesinde tasarımı gerçekleştirilen tüm dönüştürücü topoloji/kontrolcülerinin etkinliği ve uygulanabilirliği doğrulanmıştır.
In this thesis, design and modeling studies have been conducted on multiport DC-DC converters and control schemes that enable the integration of renewable energy systems (RES), energy storage systems, and loads, allowing for optimal power flow between them. Within this scope, different converter models have been developed to achieve the following objectives: tracking the maximum power point in RES units, implementing standardized charging algorithms for energy storage units, providing uninterrupted power supply to the loads, and enabling bidirectional power flow. To achieve these objectives, four different multiport DC-DC converter topologies and their controllers have been designed and modeled in the thesis. During the design phase, the mathematical calculations of the topologies have been performed, and the control schemes and switching states have been thoroughly investigated and presented. The proposed converters have been developed in MATLAB/Simulink and PSIM environments, and their performance was tested in all possible power flow scenarios. Through the conducted performance analysis, the efficiency, and applicability of all designed converter topologies/controllers have been validated.
In this thesis, design and modeling studies have been conducted on multiport DC-DC converters and control schemes that enable the integration of renewable energy systems (RES), energy storage systems, and loads, allowing for optimal power flow between them. Within this scope, different converter models have been developed to achieve the following objectives: tracking the maximum power point in RES units, implementing standardized charging algorithms for energy storage units, providing uninterrupted power supply to the loads, and enabling bidirectional power flow. To achieve these objectives, four different multiport DC-DC converter topologies and their controllers have been designed and modeled in the thesis. During the design phase, the mathematical calculations of the topologies have been performed, and the control schemes and switching states have been thoroughly investigated and presented. The proposed converters have been developed in MATLAB/Simulink and PSIM environments, and their performance was tested in all possible power flow scenarios. Through the conducted performance analysis, the efficiency, and applicability of all designed converter topologies/controllers have been validated.
Açıklama
Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
