Design and implementation of a multilevel converter based battery energy storage system
Çok seviyeli dönüştürücü tabanlı batarya enerji depolama sisteminin tasarımı ve uygulanması
- Tez No: 769866
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET METE VURAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrik enerji sistemleri, Elektrik enerjisi, Sürdürülebilir enerji, Yenilenebilir enerji kaynakları, Üç fazlı enerji sistemi, Electrical energy systems, Electrical energy, Sustainable energy, Renewable energy resources, Three phase energy system
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kaskat H-köprü çok seviyeli dönüştürücü (KHK-ÇSD) tabanlı bir batarya depolama sisteminde (BDS) bataryaların elektrokimyasal özelliklerinin ve kullanım oranlarının birbirinden farklı olması bataryalar arasında şarj durumu (SOC) dengesizliklerinin oluşmasına yol açmaktadır. Bu durum, düşük şarj durumundaki bataryaların tamamen şarj olmasını engellediği gibi, yüksek şarj durumundaki bataryaların tamamen deşarj olmasını da engelleyerek BDS'nin verimini belirgin ölçüde düşürmektedir. Dolayısıyla, KHK-ÇSD tabanlı bir BDS'de batarya ünitelerinin SOC'larının dengelenmesi ve bunun mümkün olduğunca hızlı yapılması BDS'nin verimini artırma noktasında büyük önem arz etmektedir. Literatürdeki çalışmalarda SOC oransal kontrolcülerinin katsayısı sabit olarak kabul edilmiştir. Sabit katsayılı oransal kontrolcü kullanımı bazı H-köprülerinde aşırı-modülasyon oluşmasına ve SOC dengeleme işleminin oldukça uzun sürmesine neden olmakta ve BDS'nin verimini düşürmektedir. Bu çalışmada, KHK-ÇSD tabanlı bir BDS'ler için katsayı ayarlamalı adaptif bir SOC dengeleme yöntemi geliştirilmiştir. Önerilen adaptif SOC dengeleme yönteminde oransal kontrolcü katsayıları sistemin matematiksel modeline göre her bir örnekleme zamanında güncellenmektedir. Önerilen yöntemin doğrulaması Monte-Carlo tabanlı bir nümerik analiz yöntemi, bilgisayar simülasyonu ve deneysel çalışmalar aracılığıyla yapılmıştır. Sonuç olarak, önerilen SOC dengeleme yöntemi aşırı-modülasyon durumunu her koşulda önleyebilmesinin yanı sıra, literatürdeki benzerlerinden daha hızlı bir şekilde SOC dengeleme işlemi yapabilmektedir.
Özet (Çeviri)
Differences in electrochemical properties and usage rate of batteries in a cascaded H-bridge multilevel converter (CHB-MLC) based battery storage systems (BSSs) result in state-of-charge (SOC) variations between different battery units. This drastically reduces the efficiency of BSS by preventing low SOC batteries to be fully charged and high SOC batteries to be fully discharged. Hence, balancing SOCs and doing it as quickly as possible has great importance in terms of increasing the efficiency of CHB-MLC based BSSs. Research on SOC balancing methods reveals that gains of proportional controllers are taken constant in literature. However, using constant gain proportional controllers reduces the efficiency of BSS by causing over-modulation on some H-bridges and increasing the SOC balancing time. In this dissertation, a gain-scheduling based adaptive SOC balancing scheme is proposed for both single-phase and three-phase grid-connected CHB-MLC based BSSs. In the proposed adaptive SOC balancing method, coefficients of proportional controllers are calculated at each sampling time using the mathematical model of the system. The proposed method is able to prevent over-modulation for all instantaneous SOC conditions and achieve SOC balancing faster than the constant gain methods in the literature. Effective performance of the proposed method is validated by using Monte-Carlo simulation based numerical analysis, computer simulations and experimental studies. Results reveal that SOC balancing speed is increased at least two times compared to traditional constant gain SOC balancing methods
Benzer Tezler
- İnsansız hava araçları için batarya-yakıt hücresi hibrit enerji yönetim sisteminin geliştirilmesi
Development of a battery-fuel cell hybrid energy management system for unmanned aerial vehicles
BARAN KUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ONUR GÜLBAHÇE
- Design and implementation of a modular multilevel converter based wind energy conversion system
Modüler çok seviyeli dönüştürücü tabanlı rüzgar enerjisi dönüşüm sistemi tasarımı ve uygulaması
MEHMET KURTOĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET METE VURAL
- Design and implementation of a single-phase cascaded H-bridge multi-level converter based statcom
Tek-faz kaskat H-köprü çok seviyeli çevirgeç tabanlı statcom tasarımı ve gerçekleştirilmesi
HAMED ATYIA SOODI
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET METE VURAL
- Design, simulation, and experimental implementation of pmsg based wind energy conversion system
Pmsg tabanlı rüzgar enerjisi dönüşüm sisteminin tasarımı, simülasyonu ve deneysel uygulaması
HABİP YUSUF HASIRCI
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET METE VURAL
- Dağıtık üretim kaynakları için model öngörülü kontrol yöntemi ile yeni bir DA/DA çevirici tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of a novel DC/DC converter using model predictive control method for distributed generation sources
NAKİ GÜLER
Doktora
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL IRMAK