Розробка перетворювального комплексу сонячної електростанції

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЖук О. К.
dc.contributor.authorПоповенко Павло Юрійович
dc.contributor.authorPopovenko Pavlo
dc.date.accessioned2025-01-09T09:12:27Z
dc.date.available2025-01-09T09:12:27Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionПоповенко, П. Ю. Розробка перетворювального комплексу сонячної електростанції = Development of a converting complex of a solar power plant : магістерська робота ; спец. 171 “Електроніка“ / П. Ю. Поповенко ; наук. кер. О. К. Жук. – Миколаїв : НУК, 2024. – 165 с.
dc.description.abstractУ магістерській роботі на основі теорії мережевих фотоелектричних систем розглянуто головні аспекти проектування силових перетворювальних комплексів у складі інтегрованих фотоелектричних станцій. Розглянуто стандарти, що стосуються мережевого підключення розподілених ресурсів, принципи будови і функціонування окремих фотоелектричних елементів, до того, структурна організація фотоелектричних модулів та силових напівпровідникових перетворювачів. Знайдено кілька різних топологій перетворювачів, придатних для використання з фотовольтаїкою, і на основі цих топологій досліджено рішення щодо того, як контролювати ці перетворювачі. Ці засоби контролю включають методи використання максимальної потужності від сонячних панелей, методи синхронізації з мережею та методи контролю струму та напруги. На основі такого підходу створено модель системи, що включає ізольований повномостовий перетворювач постійного струму з живленням струмом в каскаді з трифазним мостовим перетворювачем постійного струму в змінний струм, що має фільтр LCL як інтерфейс мережі. Цей комплекс моделюється і досліджується в Simulink, основна увага приділяється системі керування. Тому були створені лінійні системні моделі системи керування, які лягли в основу її оптимізації . Моделювання було виконано за допомогою Simulink, а система керування для перетворювачів була реалізована у двох DSP, по одному для кожного перетворювача. Вузловими питаннями цієї роботи були розробка проекту і конструкції перетворювача DC-DC в складі перетворювального комплексу, але вони виявилися складнішими, ніж передбачалося спочатку. Через це занадто мало часу було витрачено на проектування схеми і занадто багато часу було витрачено на тестування та виправлення помилок. Через це дослідження закінчилося проведенням лише симуляційного модельного експерименту без перетворювача DC-DC. Однак у звіті показано, що повномостовий перетворювач постійного струму з ізольованим струмом є багатообіцяючою топологією у фотоелектричних системах, яку слід досліджувати далі. У ході модельного експерименту виявлено, що отримані моделі системи дають динамічний відгук, близький до реального, і придатні для надання базового розуміння динаміки системи керування та для її оптимізації. Система керування складається з пристрою відстеження точки максимальної потужності, який ефективно знаходить точку, де фотоелектричні модулі видають найвищу потужність, а для синхронізації з напругою в мережі використовується петля фазового автопідстроювання, яка блокує приєднання вихідної напруги перетворювача до мережі менш ніж за 10 мс. Щоб контролювати перетікання потужності в мережу, використовується керування струмом у обертовій системі відліку, закріпленій за напругою мережі. Це спростило керування, оскільки воно дає стаціонарні значення постійного струму, і зробило можливим окремо контролювати потік активної та реактивної потужності. Щоб перевірити, як система справляється з різними робочими умовами, і перевірити, чи вона відповідає вимогам стандартів, слід провести більш широке тестування системи в умовах експлуатації, близьких до реальних. Це включає в себе тестування з різним опроміненням сонячних панелей, збоями в електромережі і т. п.
dc.description.abstract1In the master's thesis based on the theory of network photovoltaic systems, the main aspects of the design of power conversion complexes as part of integrated photovoltaic plants are considered. The standards related to the network connection of distributed resources, the principles of the structure and functioning of individual photovoltaic elements, as well as the structural organization of photovoltaic modules and power semiconductor converters are considered. Several different converter topologies suitable for use with photovoltaics have been found, and solutions on how to control these converters have been explored based on these topologies. These controls include maximum power utilization methods from solar panels, grid synchronization methods, and current and voltage control methods. Based on this approach, a system is modeled that includes an isolated current-fed full-bridge DC-AC converter in cascade with a three-phase bridge DCAC converter having an LCL filter as the network interface. This complex is modeled and studied in Simulink, the main attention is paid to the control system. Therefore, linear system models of the control system were created, which formed the basis of its optimization. The simulation was performed using Simulink, and the control system for the transducers was implemented in two DSPs, one for each transducer. The central issues of this work were the development of the project and the design of the DC-DC converter as part of the conversion complex, but they turned out to be more difficult than originally anticipated. Because of this, too little time was spent on circuit design and too much time was spent on testing and debugging. Because of this, the study ended with only a simulation model experiment without a DC-DC converter. However, the report shows that the isolated-current full-bridge DC-DC converter is a promising topology in PV systems that should be explored further. In the course of the model experiment, it was found that the obtained system models give a dynamic response close to the real one, and are suitable for providing a basic understanding of the control system dynamics and for its optimization. The control system consists of a maximum power point tracking device, which effectively finds the point where the PV modules produce the highest power, and to synchronize with the grid voltage, a phase lock loop is used, which blocks the connection of the inverter output voltage to the grid in less than 10 ms. To control the flow of power into the grid, current control is used in a rotating reference frame locked to the grid voltage. This simplified control as it gave steady-state DC values and made it possible to separately control the flow of active and reactive power. In order to check how the system copes with different operating conditions and to verify that it meets the requirements of the standards, more extensive testing of the system should be carried out in close to real-life operating conditions. This includes testing with different solar panel exposures, power outages, etc.
dc.description.provenanceSubmitted by Ігор Стужук (yhor.stuzhuk@nuos.edu.ua) on 2025-01-08T12:26:23Z workflow start=Step: reviewstep - action:claimaction No. of bitstreams: 1 Поповенко_ПЮ_6321М_диплом_друк.pdf: 5355596 bytes, checksum: 26b940ca26fbb7a44d6c44371de75032 (MD5)en
dc.description.provenanceStep: reviewstep - action:reviewaction Approved for entry into archive by Диндеренко Катерина(kateryna.dynderenko@nuos.edu.ua) on 2025-01-09T09:08:09Z (GMT)en
dc.description.provenanceStep: editstep - action:editaction Approved for entry into archive by Диндеренко Катерина(kateryna.dynderenko@nuos.edu.ua) on 2025-01-09T09:11:45Z (GMT)en
dc.description.provenanceStep: finaleditstep - action:finaleditaction Approved for entry into archive by Диндеренко Катерина(kateryna.dynderenko@nuos.edu.ua) on 2025-01-09T09:12:27Z (GMT)en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2025-01-09T09:12:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Popovenko_magister.pdf: 5355596 bytes, checksum: 26b940ca26fbb7a44d6c44371de75032 (MD5) Previous issue date: 2024en
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/9495
dc.language.isouk
dc.publisherНУК
dc.subjectсонячна енергія
dc.subjectсонячні панелі
dc.subjectінвертори
dc.subjectфотоелектричні установки
dc.subjectфільтр LCL
dc.subjectDC-DC перетворювач
dc.subject171 “Електроніка“
dc.subjectSolar energy
dc.subjectSolar panels
dc.subjectInverters
dc.subjectPhotovoltaic installations
dc.subjectLCL filter
dc.subjectDC-DC converter
dc.titleРозробка перетворювального комплексу сонячної електростанції
dc.title.alternativeDevelopment of a converting complex of a solar power plant
dc.typeMasterThesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Popovenko_magister.pdf
Розмір:
5.11 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
4.38 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ПЕЕТ)
171 "Електроніка"