Ηλεκτρονικοί Μετατροπείς Ισχύος Συνεχούς Τάσης Σε Συνεχή Για Μεταφορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Αιολικών Πάρκων

Abstract

Η διπλωματική αυτή εργασία εξετάζει τις σύγχρονες τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την διασύνδεση αιολικών πάρκων με το δίκτυο διανομής της ηλεκτρικής ενέργειας και περιλαμβάνουν την εκτεταμένη χρήση ηλεκτρονικών ισχύος. Εξετάζονται δύο από τους κυριότερους μετατροπείς ισχύος DC/DC που χρησιμοποιούνται σήμερα και είναι ο μετατροπέας ανύψωσης και ο μετατροπέας πλήρους γέφυρας με χρήση μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας. Οι δύο αυτοί μετατροπείς εξετάζονται αναλυτικά και προσομοιώνονται για μέγεθος ισχύος που βρίσκει εφαρμογές στην μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας από αιολικά πάρκα. Συγκρίνονται μεταξύ τους οι δύο μετατροπείς ως προς τα χαρακτηριστικά τους και την καταπόνηση των ημιαγωγικών τους στοιχείων και αναφέρονται τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα που παρουσιάζουν. Προσομοιώνεται η περίπτωση χρησιμοποίησης των δύο μετατροπέων, με δυνατότητα αμφίδρομης ροής ενέργειας, για την διασύνδεση αιολικού πάρκου με το δίκτυο. Εξετάζονται τα προβλήματα που προκύπτουν από την παράλληλη και εν σειρά διασύνδεση ημιαγωγικών στοιχείων, προκειμένου να κατασκευαστούν μετατροπείς που θα μπορούν να χειρίζονται μεγάλα ποσά ισχύος. Παρουσιάζονται κάποιες στοιχειώδεις τεχνικές για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος και γίνεται εφαρμογή των τεχνικών αυτών στην περίπτωση του μετατροπέα ανύψωσης. Τέλος γίνεται αναφορά στους τριφασικούς αντιστροφείς DC/AC, στην τεχνική ημιτονοειδούς διαμόρφωσης του εύρους των παλμών (SPWM) και παρουσιάζονται δύο τριφασικοί αντιστροφείς πολλαπλών επιπέδων.