21604

21604

طراحي، مدل‌سازي، شبيه‌سازي و تحليل مبدل‌ DC/DC چنددرگاهي دوطرفه جهت كاربرد در شبكه‌هاي تغذيه راه‌آهن DC

كارشناسي ارشد

راه آهن برقي

97-98

1398/4/4

دكتر سيد سعيد فاضل

راه آهن

شبكه‌‌هاي‌ راه‌آهن برقي، به عنوان يكي از بارهاي مهم و حياتي سيستم قدرت، با مشخصه‌هاي ويژه‌اي همچون توان مصرفي بالا و متغير با زمان شناخته مي‌شود. با رشد جوامع بشري و نياز روزافزون به انرژي از يك‌سو و تلاش براي بهره‌گيري از منابع انرژي پاك و پايدار از سوي ديگر، بررسي و امكان¬سنجي يكپارچه‌سازي منابع انرژي تجديد‌پذير و سيستم‌هاي ذخيره‌كننده انرژي در كنار شبكه تغذيه اصلي را به عنوان منبع اصلي تغذيه قطارها در سيستم راه¬آهن برقي تحت عنوان يك شبكه هوشمند و در عين حال پايدار، به موضوعي مهم تبديل كرده است. با توجه به توسعه خطوط راه‌آهن برقي در جهان، مطالعه و بررسي مبدل‌هاي مناسب براي تغذيه شبكه‌هاي جديد با ويژگي‌ها و الزامات آن‌ها از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. طراحي، شبيه‌سازي و تحليل مبدل DC/DC چند‌درگاهي دوطرفه با روش كنترل مناسب، براي اتصال سيستم ذخيره‌كننده انرژي و صفحات خورشيدي با درنظر گرفتن امكان ترمز بازيابنده انرژي در قطار هدف اصلي اين پايان‌نامه مي‌باشد. پيشنهاد مبدل چنددرگاهي مناسب براي سطوح توان مختلف و بهره‌ ولتاژي بالا با توجه به ويژگي‌هاي شبكه راه‌آهن برقي، از نوآوري‌هاي اين پايان‌نامه مي‌باشد. مدل‌سازي مبدل براي شبيه‌سازي ديناميك درگاه‌هاي مختلف و به‌دست‌آوردن مدل سيگنال كوچك مبدل به كمك روش متوسط‌گيري فضاي حالت صورت گرفته است. با توجه به تعداد ورودي‌ها و خروجي‌هاي سيستم و يكپارچگي كنترل توان بين درگاه‌هاي مختلف، كنترل‌كننده مبدل بر اساس فضاي حالت سيستم و مبتني بر روش‌هاي كنترل مدرن اجرا شده است.

1398/09/22

Design, modeling, simulation and analysis of multi input bidirectional DC / DC converter in DC electrified railway

6/24/2020 12:00:00 AM

Electric railway networks are known as one of the critical loads of the power system, with specific characteristics such as high and variable with time power consumption. With the growth of human societies and the increasing need for energy on the one hand, and the effort to exploit clean and sustainable energy sources on the other, the feasibility of integrating renewable energy sources and energy storage systems alongside the electrical power grid as the source for trains In the electrical railway system, a stable smart grid, has become an important topic. The design, simulation and analysis of multi input bidirectional DC / DC converter with a suitable control method for connecting the energy storage system and photovoltaic panels with the consideration of the possibility of regenerative braking on the train is the main objective of this thesis. The proposed multi input converter for different levels of power and high voltage gain with regard to the characteristics of the electrified railway network is one of the innovations of this thesis. The converter modeling has been used to simulate the dynamics of different ports and to obtain the small signal model of the converter by means of averaged state space equations. Due to the number of inputs and outputs of the system and the integrity of power control between different ports, the converter controller is implemented based on the state of the system and based on modern control methods.