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Sistema de gerenciamento para carga e descarga de baterias (chumbo-ácido) e para busca do ponto de máxima potência gerada em painéis fotovoltaicos empregados em sistemas de geração distribuída; Management system for charging and discharging of batteries (lead acid) and search for the maximum power point generated on photovoltaic panels employed in distributed generation systems

Bastos, Renan Fernandes
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 24/01/2013 PT
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58.71165%
O presente trabalho visa o desenvolvimento de um sistema de carga e descarga de baterias de chumbo-ácido para sistemas de geração distribuída acoplada a um conjunto de painéis fotovoltaicos e conectada à rede elétrica. O conjunto de painéis opera de forma a maximizar a energia gerada através de um algoritmo MPPT (Maximum Power Point Tracking) e a rede elétrica opera como rota para o excedente produzido pelos painéis. Para que a bateria possa ser carregada e descarregada com eficiência evitando sobrecargas e descarregamentos profundos, uma metodologia de estimação do estado de carga da bateria é implementada visando um controle mais eficiente (maximizando a vida útil da bateria) e um melhor aproveitamento da energia armazenada. Para o gerenciamento da carga e descarga do banco de baterias é utilizada uma topologia bidirecional (Boost-Buck) com controlador fuzzy P+I para estabilização de corrente ou tensão. Em relação à técnica de controle para o sistema PV, um controlador PI clássico é utilizado para regular a tensão terminal e ponto de máxima potência que é definido por um algoritmo de perturbação e observação (P&O). Para validar os controladores e os modelos teóricos desenvolvidos é construído um protótipo do sistema. São analisados...

Conversor CC-CC buck+boost multinível bidirecional

Costa, Levy Ferreira
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 232 p.| il., gras., tabs.
POR
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29.972666%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013; Este trabalho apresenta uma nova topologia de conversor cc-cc Buck+Boost bidirecional multinível, adequado para aplicação em alta tensão. Esta topologia é gerada a partir da associação de um conversor Buck e um conversor Boost, ambos bidirecionais e multiníveis. As topologias multinível são obtidas a partir da generalização dos conversores Buck e Boost de três níveis. As principais características do conversor Buck+Boost proposto são: redução dos esforços de tensão nos semicondutores e capacitores,- tornando-o possível para aplicação em alta tensão; capacidade de processamento de fluxo bidirecional de energia; frequência de operação dos magnéticos múltipla da freqüência de comutação dos interruptores. Além disso, o conversor Buck+Boost proposto apresenta oito capacitores, cujas tensões devem ser balanceadas para a correta operação do conversor. Portanto, uma estratégia de balanço das tensões nos capacitores da topologia é apresentada e uma técnica de controle utilizando uma ação de feedforward é proposta. Para validar a análise teórica...

Bidirectional DC-DC Converter with High Frequency Isolation for V2G Applications

Vitor Sobrado; Adriano Carvalho; António Pina Martins; Abel Ferreira; Filipe Pereira
Fonte: Universidade do Porto Publicador: Universidade do Porto
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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59.832573%
This paper presents the topological solution of dual active bridge (DAB) with phase shift control for a bidirectional DC-DC converter. This converter typically integrates systems for vehicle to grid (V2G) and vehicle to grid (G2V) applications. About DAB topology are illustrated the key aspects of its operation also the condition of zero voltage switch (ZVS). Experimental results allow to validate their correct operation in applications of V2G and G2V, bidirectional transit of energy.

Design of a high-performance single-phase offline UPS with reduced switching time

Pinto, Delfim A.; Sepúlveda, João
Fonte: SAAEI Publicador: SAAEI
Tipo: Conferência ou Objeto de Conferência
Publicado em 12/07/2012 ENG
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59.68433%
A high performance single phase offline UPS with reduced switching time is proposed in the present paper. The proposed UPS can protect loads from supply outage, overvoltage and undervoltage. A bidirectional DC-DC converter takes part of the presented model, in order to reduce the system size. Thus, the converter has the capability to charge the battery and to keep a regulated voltage for the inverter’s DC-link. In order to provide a regulated output voltage for any type of load, a PWM (Pulse-Width Modulation) inverter with a multi-loop control strategy, using capacitor current as feedback variable, is also developed. By using the sliding window method, to detect long period voltage disturbances in real time, the switching time between mains and UPS can be significantly reduced. Moreover, simulation and practical results in different mains conditions are analyzed.; This work is funded by FEDER Funds hrough the Operational Programme Competitiveness Factors – COMPETE and by National Funds through FCT – Foundation for Science and Technology under Project: COMP-01-0124-FEDER-022674.

Modeling, Control, and Simulation of Battery Storage Photovoltaic-Wave Energy Hybrid Renewable Power Generation Systems for Island Electrification in Malaysia

Samrat, Nahidul Hoque; Ahmad, Norhafizan Bin; Choudhury, Imtiaz Ahmed; Taha, Zahari Bin
Fonte: Hindawi Publishing Corporation Publicador: Hindawi Publishing Corporation
Tipo: Artigo de Revista Científica
EN
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38.459824%
Today, the whole world faces a great challenge to overcome the environmental problems related to global energy production. Most of the islands throughout the world depend on fossil fuel importation with respect to energy production. Recent development and research on green energy sources can assure sustainable power supply for the islands. But unpredictable nature and high dependency on weather conditions are the main limitations of renewable energy sources. To overcome this drawback, different renewable sources and converters need to be integrated with each other. This paper proposes a standalone hybrid photovoltaic- (PV-) wave energy conversion system with energy storage. In the proposed hybrid system, control of the bidirectional buck-boost DC-DC converter (BBDC) is used to maintain the constant dc-link voltage. It also accumulates the excess hybrid power in the battery bank and supplies this power to the system load during the shortage of hybrid power. A three-phase complex vector control scheme voltage source inverter (VSI) is used to control the load side voltage in terms of the frequency and voltage amplitude. Based on the simulation results obtained from Matlab/Simulink, it has been found that the overall hybrid framework is capable of working under the variable weather and load conditions.

Technical Study of a Standalone Photovoltaic–Wind Energy Based Hybrid Power Supply Systems for Island Electrification in Malaysia

Samrat, Nahidul Hoque; Ahmad, Norhafizan; Choudhury, Imtiaz Ahmed; Taha, Zahari
Fonte: Public Library of Science Publicador: Public Library of Science
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 29/06/2015 EN
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28.459824%
Energy is one of the most important factors in the socioeconomic development of a country. In a developing country like Malaysia, the development of islands is mostly related to the availability of electric power. Power generated by renewable energy sources has recently become one of the most promising solutions for the electrification of islands and remote rural areas. But high dependency on weather conditions and the unpredictable nature of these renewable energy sources are the main drawbacks. To overcome this weakness, different green energy sources and power electronic converters need to be integrated with each other. This study presents a battery storage hybrid standalone photovoltaic-wind energy power supply system. In the proposed standalone hybrid system, a DC-DC buck-boost bidirectional converter controller is used to accumulates the surplus hybrid power in the battery bank and supplies this power to the load during the hybrid power shortage by maintaining the constant dc-link voltage. A three-phase voltage source inverter complex vector control scheme is used to control the load side voltage in terms of the voltage amplitude and frequency. Based on the simulation results obtained from MATLAB/Simulink, it has been found that the overall hybrid framework is capable of working under variable weather and load conditions.

Carregador de baterias bidirecional com tranformador planar

Rocha, Fabio Dalla Vecchia
Fonte: Pato Branco Publicador: Pato Branco
Tipo: Dissertação de Mestrado
POR
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29.51475%
This work presents a study of the application of the Full-bridge bidirectional DC converter as a battery bank charger in a DC bus of renewable energy sources. The main problem is that these sources are seasonal and do not offer a continuously power supply. Thus, the use of a battery bank connected to a DC bus shared with other renewable sources brings contributions in the continuity of power supply. The converter proposed in this work aims to connect the battery bank to the DC bus at the same time it integrates the charging and discharging modes into a single converter. Additionally, to reduce the volume, it is used a planar transformer that provides high efficiency (up to 99.5%) and a reduced volume/power ratio. The converter is designed to charge a bank of batteries of 192V. At the discharge mode, it is designed to feed a 400V DC bus with maximum power of 1.34 kW. Despite the use of the full-bridge converter is not new in these types of application, two factors served as motivation for this work: the use of planar transformer and the global trend of integration of renewable sources.; CAPES; Este trabalho traz um estudo da aplicação do conversor Full-Bridge bidirecional como um carregador de banco de baterias em um barramento CC de fontes de energia renováveis. O problema principal destas fontes é que são sazonais e não oferecem uma continuidade de fornecimento de potência. Assim...

Otimização da energia geradas por painéis solares fotovoltaicos em sistemas isolados da rede elétrica

Pacheco, Juliano de Pellegrin
Fonte: Curitiba Publicador: Curitiba
Tipo: Dissertação de Mestrado
POR
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38.9584%
This work presents the analysis, design, and implementation of a new parallel connected structure, composed by a parallel bidirectional DC-DC power convert, for maximum power point tracking of stand-alone photovoltaic power generation systems. At first, the main factors that motivated the choice the topic of this work are presented. In sequence, the main types of photovoltaic cells and the photovoltaic panel characteristics in function of the climatic variation are analyzed. The study, implementation, comparison and simulation results of algorithm of maximum power point tracking (MPPT) also are presented in this work. The algorithm of MPPT are based in the method of Perturbation and Observation (P&O) and in the fuzzy method. Following, the characteristics of the new structure proposal, composed by a parallel connection bidirectional DC-DC converter simulations results. Finally, are presented the laboratorial experimental results and the behavior or a real photovoltaic module connected to the new structure proposal.; Fundação Araucária; Esta dissertação de mestrado apresenta o estudo, desenvolvimento e implementação de uma nova estrutura, composta por um conversor CC-CC bidirecional, conectada em paralelo com o sistema, para busca do ponto de máxima potência em painéis solares fotovoltaicos para aplicações isoladas da rede elétrica. Inicialmente são expostos os principais fatores que levaram à escolha do tema...

Operação do gerador de indução em conexão assíncrona com a rede monofásica; Induction Generator Asynchronously connected to a single phase network

LIMA, Nelio Neves
Fonte: Universidade Federal de Goiás; BR; UFG; Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação; Engenharia Publicador: Universidade Federal de Goiás; BR; UFG; Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação; Engenharia
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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49.46584%
This text reports the effort to present a proposal of a power generation system based on cage rotor Induction Electrical Machine associated to a sinusoidally-switched PWM (Pulse Width Modulation) frequency converter responsible for maintaining constant 60 Hz frequency at the generator leads. DC side at the PWM converter is nonsynchronously connected to a single-phase utility line by means of a full-bridge current-fed thyristor inverter, employing a step-down DC-DC converter in order to turn the grid injected current into a sinusoidal waveform. The proposed system allows for the operation as cogenerator in sites fed by single-phase utility net where there is availability of energetic resources. The DC capacitor voltage (Vdc) is controlled through the DC side energy balance adjusting the amplitude of the active current sent to the utility grid. The control strategy employed was the analogic proportional-integral (PI) error compensation. The system is also able to act as reactive power compensator to the AC loads as the Cdc capacitor represents a voltage source to the inverter and the three-phase diode bridge allows for bidirectional power flow between AC and DC sides. Simulation and experimental results has corroborated system viability to provide three-phase balanced regulated voltages complying with ANEEL 505/2001 Resolution and with IEEE Std 519-1992.; Este trabalho apresenta a proposta de um sistema para geração de energia elétrica baseado na Máquina de Indução Trifásica (MIT) com rotor tipo gaiola de esquilo associada a um conversor de freqüência chaveado no modo PWM (modulação por largura de pulsos na sigla em inglês) senoidal. O lado CC do conversor de frequência é conectado assincronamente à rede monofásica da concessionária através de um inversor monofásico em ponte completa a tiristores...

Diseño de un convertidor cc/cc bidireccional controlado analógicamente

Vargas González, Juan Antonio
Fonte: Universidade Carlos III de Madrid Publicador: Universidade Carlos III de Madrid
Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso Formato: application/pdf
SPA
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28.741675%
En el presente documento se van a desarrollar las fases de diseño, simulación e implementación de un convertidor CC/CC bidireccional basado en las topologías reductora y elevadora, junto con el diseño y construcción de un lazo de control analógico único para ambos modos de funcionamiento. Se comienza elaborando un estudio de las dos formas de conversión de la planta, así como de los componentes que conforman la misma; más tarde se abordará el análisis de su respuesta dinámica con el fin de encaminar el diseño del controlador pertinente. Se plantearán un circuito de control y otro de adaptación conforme a las especificaciones dadas para este proyecto y a los diferentes efectos que genera el hecho de tener que regular ambas topologías. A través de las herramientas software del laboratorio, se simularán las soluciones extraídas en el análisis previo para verificar la validez de los cálculos. Finalmente se procederá al diseño y fabricación de las placas de circuito impreso del sistema en su conjunto. __________________________________________________________________________________________________________________________________; In this project is developed everything necessary for the design and implementation of a DC/DC bidirectional converter based on buck - boost topology...

Power control of a bidirectional DC BUS for fuel cells applications

Fonte: Fondo Editorial EIA Publicador: Fondo Editorial EIA
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 07/11/2013 EN
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39.02208%
This paper proposes a power system for fuel cell applications able to transfer energy from the power source to the load, and to charge an auxiliary storage device using regenerative power flows generated by the load. The solution is based on a closed loop bidirectional DC/DC converter, where additional devices have been also designed to experimentally test the solution in a safe and realistic environment: a fuel cell emulator and an electronic load.; Este artículo propone un sistema de potencia para aplicaciones de pilas de combustible capaz de transferir energía de la fuente de potencia a la carga y de cargar un sistema de almacenamiento con flujos regenerativos de potencia desde la carga. La solución está basada en un convertidor bidireccional DC/DC en lazo cerrado. Además, se presentan dispositivos auxiliares diseñados para evaluar experimentalmente la solución en un entorno seguro y realista: un emulador de pila de combustible y una carga electrónica.

Multifunctional converter to interface renewable energy sources and electric vehicles with the power grid in smart grids context

Monteiro, Vítor; Pinto, J. G.; Exposto, Bruno Fernandes; Pedrosa, Delfim; Afonso, João L.
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Conferência ou Objeto de Conferência
Publicado em /06/2015 ENG
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39.35707%
This paper proposes a multifunctional converter to interface renewable energy sources (e.g., solar photovoltaic panels) and electric vehicles (EVs) with the power grid in smart grids context. This multifunctional converter allows deliver energy from the solar photovoltaic panels to an EV or to the power grid, and exchange energy in bidirectional mode between the EV and the power grid. Using this multifunctional converter are not required multiple conversion stages, as occurs with the traditional solutions, where are necessary two power converters to integrate the solar photovoltaic system in the power grid and also two power converters to integrate an off-board EV battery charger in the power grid (dc-dc and dc-ac power converters in both cases). Taking into account that the energy provided (or delivered) from the power grid in each moment is function of the EV operation mode and also of the energy produced from the solar photovoltaic system, it is possible to define operation strategies and control algorithms in order to increase the energy efficiency of the global system and to improve the power quality of the electrical system. The proposed multifunctional converter allows the operation in four distinct cases: (a) Transfer of energy from the solar photovoltaic system to the power grid; (b) Transfer of energy from the solar photovoltaic system and from the EV to the power grid; (c) Transfer of energy from the solar photovoltaic system to the EV or to the power grid; (d) Transfer of energy between the EV and the power grid. Along the paper are described the system architecture and the control algorithms...

A novel architecture of a bidirectional bridgeless interleaved converter for EV battery chargers

Monteiro, Vítor; Exposto, Bruno Fernandes; Pinto, J. G.; Fernandes, J. C. Aparício; Monteiro, Luís F. C.; Afonso, João L.
Fonte: IEEE Publicador: IEEE
Tipo: Conferência ou Objeto de Conferência
Publicado em /06/2015 ENG
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50.700674%
This paper presents a novel architecture of a bidirectional bridgeless interleaved converter for battery chargers of electric vehicles (EVs). The proposed converter is composed by two power stages: an ac-dc converter that is used to interface the power grid and the dc-link, and a dc-dc converter that is used to interface the dc-link and the batteries. The ac-dc converter is an interleaved bridgeless bidirectional boost-type converter and the dc-dc converter is a bidirectional buck-boost-type converter. The proposed converter works with sinusoidal grid current and with high power factor for all operating power levels, and in both grid-to-vehicle (G2V) and vehicle-to-grid (V2G) operation modes. In the paper is described in detail the proposed converter for EV battery chargers: the circuit topology, the principle of operation, the power control theory, and the current control strategy. Several simulation results for both G2V and V2G operation modes are presented.; Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT)

Conversores CC-CC bidirecionais isolados simétricos com baixa ondulação de corrente

Souza, Eduardo Valmir de
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 327 p.| il., grafs., tabs.
POR
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38.741675%
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015; Neste trabalho e apresentado o estudo de uma família de conversores CC-CC bidirecionais baseada na topologia unidirecional Flyback-Push-Pull alimentado em corrente. O escopo inclui o estudo das versões com grampeamento passivo e ativo. Inicialmente, a versão com grampeamento passivo e detalhada, sendo que a descrição de suas etapas de operação em cada modo de operação e realizada e as formas de onda de suas principais grandezas, bem como seus circuitos equivalentes, são ilustradas. Expressões básicas como ganho estático e o calculo de parâmetros dos componentes são deduzidas, assim como esforços de tensão e corrente nos componentes. Uma metodologia de projeto e proposta e um exemplo com potência nominal de 800 W e apresentado empregando-a. Um protótipo e construído e resultados experimentais são obtidos para regime permanente e para transitório de carga. Em seguida, o mesmo procedimento e realizado para o conversor com grampeamento ativo. Por fim, características de interesse das topologias propostas são comparadas as do conversor DAB.; This work presents the study of a family of bidirectional DC-DC convertersbased on the unidirectional current-fed Flyback-Push-Pull topology.The scope includes the study of versions with passive and activeclamping. Initially...

Conexão série-série de módulos CC-CC isolados

Bottion, Antonio José Bento
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 458 p.| il., grafs., tabs.
POR
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30.222983%
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015; Esta tese apresenta a associação de conversores CC-CC de duas portas conectados em série-série tanto na versão unidirecional quanto na versão bidirecional com comando único de controle. Inicialmente é realizado um estudo sobre os conversores CC-CC isolados bidirecionais de duas portas onde é proposta uma classificação para estes conversores com base no fluxo magnético de seus respectivos transformadores. Na sequência é realizado um estudo sobre a conexão série na entrada e série na saída de módulos CC-CC com característica externa em queda de tensão onde se verifica que para este tipo de módulo é possível realizar tal conexão de modo que haja equilíbrio nas tensões individuais dos módulos em ambos os lados da conversão sem a necessidade do uso de malhas de controle. Por apresentar característica externa em queda de tensão tanto no modo de condução contínua quanto no modo de condução descontínua, o conversor CC-CC isolado Ponte Completa com saída em tensão é estudado e utilizado como unidade modular da versão unidirecional da conexão série-série. O mecanismo de balanço da conxão série-série unidirecional é demonstrado analiticamente e comprovado via simulação. Resultados experimentais da conexão sériesérie unidirecional são obtidos a partir de um protótipo de 4 módulos...