28032

طراحي و ساخت جبران‌ساز توان حقيقي مبتني بر سامانه فلايويل براي شارژرهاي سريع خودروهاي برقي

دكتري

مهندسي برق قدرت

1395

1401/11/24

ابولفضل واحدي

حسين عزيزي مقدم

مهندسي برق

خودروهاي برقي در حال گسترش يافتن هستند، مصرف بالاي توان اين وسايل، چالش‌هايي را براي شبكه‌هاي ولتاژ پايين مسكوني مخصوصاً زماني كه به فيدرهاي بلند با بارهاي توزيع‌شده غيريكنواخت وصل هستند، ايجاد مي‌كند. در كنار گسترش خودروهاي برقي، با پيشرفت روزافزون مبدل‌هاي الكترونيك قدرت و پيشرفت در فناوري‌هاي باتري، شارژرهاي سريع خودروهاي برقي در حال توسعه هستند. شارژرهاي سريع داراي چگالي توان بالايي بوده و يك تقاضاي كوتاه‌مدت اوج بالا از شبكه طلب مي‌كنند. رفتار شارژرهاي سريع خودروهاي برقي براي شبكه به‌مانند بارهاي با تغييرات سريع (بار پالسي) و تصادفي است. اين نوع از بارها تأثيرات منفي متعددي بر روي شبكه قدرت خواهند داشت. بنابراين بايستي تدابيري براي جلوگيري از اين اثرات منفي انديشيده شود. ازاين‌رو در اين رساله يك جبران‌ساز مبتني بر فلايويل براي جبران‌سازي اثرات منفي شارژ سريع خودروهاي برقي ارائه مي‌شود. براي اين منظور براي ايستگاه شارژ فوق‌سريع (فلش شارژ اتوبوس برقي)، پروفيل انواع روش‌هاي شارژ ارائه شده و تاثيرات آن‌ها بر روي شبكه قدرت بررسي مي‌شود. به منظور جلوگيري از اثرات منفي اين روش‌هاي شارژ اتوبوس برقي، به عنوان يك مطالعه موردي، ايستگاه شارژ فوق‌سريع اتوبوس برقي مبتني بر سامانه فلايويل طراحي مي‌شود. در اين رساله، يك روش‌ كنترلي مقاوم در برابر خطاهاي انداز‌ه‌گيري طراحي مي‌شود. به منظور مدل‌سازي رفتار شارژ اتوبوس برقي يك امولاتور بار به صورت دقيق طراحي و ساخته مي‌شود. نتايج تئوري با نتايج شبيه‌سا‌زي در مقياس واقعي و نتايج آزمايشگاهي در مقياس كوچك صحت‌سنجي مي‌شود.

1401/12/20

Design and Implementation of Real Power Compensator Based on Flywheel Energy Storage System for Electric Vehicle Fast Chargers

2/13/2024 12:00:00 AM

Electric vehicles are expanding, the high power consumption of these devices creates challenges for residential low voltage networks especially when they are connected to long feeders with non-uniformly distributed loads. Along with the expansion of electric vehicles, with the ever-increasing development of electronic power converters and advances in battery technologies, fast chargers for electric vehicles are being developed. Fast chargers have high power density and require a high short-term peak demand from the grid. The behavior of electric vehicle fast chargers for the grid is similar to loads with fast changes (pulse load) and random loads. These types of loads will have many negative effects on the power grid. Therefore, measures should be taken to prevent these negative effects. Therefore, in this treatise, a flywheel-based compensator is presented to compensate for the negative effects of fast charging of electric vehicles. For this purpose, for the ultra-fast charging station (electric bus flash charging), the profile of various charging methods is presented and their effects on the power network are investigated. In order to prevent the negative effects of these electric bus charging methods, as a case study, a high-speed electric bus charging station based on the flywheel system is designed. In this thesis, a control method resistant to measurement errors is designed. In order to model the electric bus charging behavior, a load emulator is designed and implemented precisely. The theoretical results are verified with the simulation results in the real scale and the laboratory results in the small scale.

خودرو برقي , اتوبوس برقي , سامانه ذخيره ساز انرژي فلايويل , ايستگاه شارژ فلش اتوبوس برقي

electric vehicle , electric bus , flywheel energy storage system , electric bus flash charging station

Mohammad Shadnam Zarbil

Abolfazl Vahedi