This paper focuses on a systematical and in-depth analysis of the reactive power and soft-switching regions of Dual Active Bridge (DAB) converters with dual-phase-shift (DPS) control to achieve high efficiency in a wide operating range. The key features of the DPS operating modes are characterized and verified by analytical calculation and experimental tests. The mathematical expressions of the reactive power are derived and the reductions of the reactive power are illustrated with respect to a wide range of output power and voltage conversion ratios. The ZVS soft-switching boundary of the DPS is presented and one more leg with ZVS capability is achieved compared with the CPS control. With the selection of the optimal operating mode, the optimal phase-shift pair is determined by performance indices, which include the minimum peak or rms inductor current. All of the theoretical analysis and optimizations are verified by experimental tests. The experimental results with the DPS demonstrate the efficiency improvement for different load conditions and voltage conversion ratios.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제23권9호
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pp.162-165
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2023
Power can be generated from either renewable or non-renewable sources. Renewable sources are liked to maintain a strategic distance from contamination emanation and rely on upon fossil energizes which is decreasing day by day. The proposed sun powered vitality transformation unit comprises of a sun oriented exhibit, Bidirectional DC-DC converter, single stage inverter and AC. The inverter changes over DC control from the PV board into AC power and offered it to the heap which is associated with the lattice. The photovoltaic sun powered vitality (PV) is the most direct approach to change over sunlight based radiation into power and depends on the photovoltaic impact. The most extreme power point following of the PV yield for all daylight conditions is a key to keep the yield control per unit cost low for fruitful PV applications. Framework associated PV frameworks dependably have an association with people in general power matrix by means of an appropriate inverter in light of the fact that a PV module conveys just dc power. This project presents the new design, Development and Performance Analysis of a Grid Connected PV Inverter. Demonstrate that the proposed framework can lessen the Energy Consumption radically from the power board and give a solid support to the Grid.
A bidirectional full-bridge CLLC resonant converter using a digital control method is proposed for a LVDC power distribution system. This converter can operate under high power conversion efficiency since the CLLC resonant network has soft switching capability for primary switches and output rectifiers. In addition, the power conversion efficiency of any directions is exactly the same as each other because of the symmetric structure of the converter. Intelligent digital control methods are proposed to regulate output voltage under any power flow directions. A 5kW prototype converter was designed for a high-frequency galvanic isolation of 380V dc buses using a digital signal processor to verify the performance of the proposed topology and algorithms.
Sun, Yuwei;Liu, Jiaomin;Li, Yonggang;Fu, Chao;Wang, Yi
Journal of Power Electronics
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제17권6호
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pp.1625-1636
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2017
A power electronic transformer (PET) based on the cascaded H-bridge (CHB) and the isolated bidirectional DC/DC converter (IBDC) is capable of accommodating a large scale battery energy storage system (BESS) in the medium-voltage grid, and is referred to as a power electronic transformer based battery energy storage system (PET-BESS). This paper investigates the PET-BESS and proposes a coordinative control strategy for it. In the proposed method, the CHB controls the power flow and the battery state-of-charge (SOC) balancing, while the IBDC maintains the dc-link voltages with feedforward implementation of the power reference and the switch status of the CHB. State-feedback and linear quadratic Riccati (LQR) methods have been adopted in the CHB to control the grid current, active power and reactive power. A hybrid PWM modulating method is utilized to achieve SOC balancing, where battery SOC sorting is involved. The feedforward path of the power reference and the CHB switch status substantially reduces the dc-link voltage fluctuations under dynamic power variations. The effectiveness of the proposed control has been verified both by simulation and experimental results. The performance of the PET-BESS under bidirectional power flow has been improved, and the battery SOC values have been adjusted to converge.
상용계통과 연계한 PV 시스템은 인버터의 특성과 더불어 소형, 고 역률, 낮은 고조파 출력, 고 신뢰성, 최대출력 운전, 저비용 등의 장점이 요구된다. 태양광발전시스템의 PV 에너지를 계통과 부하로 전달하기 위해 양방향의 PCS가 요구되어 진다. 본 논문에서는 태양광 발전의 ESS를 고려한 PCS를 제안하여 부하평준화를 통한 전력의 안정적인 공급을 확인하고자 한다. 이를 위해 일사량과 부하량에 따른 5단계의 동작 모드 알고리즘을 제안하고, 충/방전 제어를 위한 제어기를 설계 하였다. 양방향의 효율적인 에너지 전달을 위해 DC-link단에 양방향 컨버터 및 배터리를 연결하고, 연계형 인버터를 통해 DC-link 전압 및 인버터 출력전압을 제어하였다. 제안된 시스템의 타당성을 입증하기 위해 PSIM을 사용한 시뮬레이션을 수행하여 타당성과 안정성을 검토하였으며, 이를 확인하기 위해 3[kW] PCS를 제작하여 실험하였다. 실험결과를 통해 제안된 시스템에 요구되어지는 특성을 검증하였으며 기존 시스템에 비해 강인한 시스템을 구성하였다.
This paper proposes a high-efficiency 3-kW hybrid ESS with emergency power supply. The proposed system enables efficient use of power from photovoltaic (PV) cells and energy storage system (ESS). The proposed system can operate as an uninterruptible power supply (UPS) when grid fault occurs, providing seamless transfer from grid-connected mode to stand-alone mode. The LLC converter for PV achieves ZVS turn-on of switches and ZCS turn-off of diodes, and the isolated bidirectional DC-DC converter for ESS achieves ZCS turn-off regardless of load condition, resulting in high efficiency. The efficiency and performance of the proposed hybrid ESS has been verified by a 3-kW prototype.
Recently, much power demand from domestic power consumer is weakening the allowable power reserve margin in summer, especially at midday for one day due to a steep increase of air cooling loads such as air conditioner. Therefore solar airconditioning system can'be considered as one of the best remedies to meet the increase of peak power. Generally in solar air conditioning system, the diode rectifier is used to build up DC link voltage from AC source. The diode rectifier is simple and cheap but it brings out the problems of low power factor and plentiful harmonics at the AC source. Also It can derate the utilization rate of solar energy because the reverse of power flow cannot be made. Hence, in this paper to overcome the peak power problem in summer and to endure good AC input characteristics, solar air conditioning system using the PWM converter is proposed. As results, obtained are the characteristics of the PWM converter such as low distorted current waveform, high power factor and bidirectional power control. And also the stability of proposed system is verified by examining the dynamics of step load change and power reversal testing. (author). refs., figs., tabs.
The Voltage Source Converter (VSC) is replacing the conventional line commutated current source converters in High Voltage DC (HVDC) transmission systems. The control of a two-level voltage source converter and its design dealt with HVDC systems and various factors such as reactive power, power factor, and harmonics distortion are discussed in detail. Simulation results are given for the two-level converter and designed control is used for bidirectional power flow. The harmonics minimization is taken by extending the 6-pulse VSC to multipulse voltage source converters. The control is also tested and simulated for a 12-pulse voltage source converter to minimize the harmonic distortion in AC currents.
Matrix converter is direct power conversion system. Matrix converter has many merits that possible bidirectional power flow, input power factor own control and system without DC-link. But matrix converter has some demerits that need many switching devices and switching loss. This paper suggest optimal matrix converter control scheme for improvement for switching loss part. Proposed control scheme verified that 10% improvement in efficiency, input current's harmonic loss and output voltage's EMI improvement.
PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle)와 BEV(Battery Electric Vehicle)는 모터 및 차량 전장 시스템의 구동을 위하여 고전압 배터리를 사용하며 이를 충전시켜주는 OBC(On-Board Charger)와 고전압에서 저전압으로 전력변환을 해주는 LDC(Low DC/DC Converter)가 반드시 필요하다. OBC와 LDC는 차량에 독립적인 시스템으로 동작 하며 개별 공간을 사용하기 때문에 이를 통합한 시스템을 활용하여 무게 및 사용 공간 확보에 대한 필요성이 대두 되고 있다. 본 논문은 LDC 트랜스포머의 설계를 단순화하여 절연형 전류원 컨버터를 사용한 OBC에 통합이 가능한 1.5kW급 LDC컨버터에 대하여 제안하였다. 제안된 LDC는 양방향 벅-부스트 컨버터의 고정된 임의의 출력 전압을 사용하여 LDC의 최종 출력 전압의 제어가 가능하기 때문에 기존의 OBC-LDC 통합 시스템과 비교하여 배터리 전압 사용 범위, 컨버터의 Duty Ratio 및 OBC의 출력 턴 비를 고려한 트랜스포머 설계에 대한 부분을 단순화 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 제안된 LDC의 시제품을 제작하여 200V ~ 400V의 입력 전압에서 정상 동작을 확인 하였으며 정격 부하 조건에서 최대 효율 91.885%를 달성 하였다. 또한 OBC-LDC통합 시스템 구축을 통해 약 6.51L의 부피를 달성 하였으며 기존 독립적인 시스템에 비해 15.6% 저감되어 공간 확보에 대한 이점을 확인 할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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