Design of Hybrid Energy Storage System for Dynamic Renewable Energy
- Alternative Title
- 동적 신재생 에너지저장을 위한 하이브리드충전 시스템 설계
- Abstract
- 본 논문에서는 신재생에너지 하이브리드 에너지 저장 시스템에 대한 에너지 수확, 슈퍼 커패시터의 충전, 배터리 충전이라는 세 가지를 연구하였다.
하이브리드 DC-DC 컨버터를 갖춘 하이브리드 에너지 저장 시스템은 동적 재생 에너지 시스템용으로 개발되었다. 이 논문에서는 모델의 설계 및 시뮬레이션의 구현을 진행하였다. 하이브리드 에너지 저장 시스템은 필요한 재생 에너지를 수확하는 2 개 이상의 에너지 저장 장치를 갖는 시스템이며, 재생 가능 에너지원의 불규칙성을 대비하여 하이브리드 에너지 저장은 공급원의 예측 불가능한 특성을 줄일 수 있다. 독립형 시스템에서 지속적인 전력 공급을 위해서는 매우 중요한 부분이다.
본 연구는 충전식 영구 기억 장치 (배터리) 고성능 저장 장치 (수퍼 커패시터), SEPIC (Single-ended primary-inductor converter) DC_DC 컨버터, 부스트 DC-DC 컨버터 및 솔라패널을 사용했다.
모든 모델링 설계 및 시뮬레이션의 구현은MATLAB Simulink와 PSIM 소프트웨어를 사용하여 실시했다. 이 소프트웨어 플랫폼은 전력 전자 연구의 연구 및 주요 과제를 수행하는데 사용되고 있다. 충방전시의 하이브리드 에너지 저장을 위한 제어 알고리즘을 개발하기 위해 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 전압 및 전류 모드 컨트롤러를 갖춘 전압 모드 PI(proportional and integral) 컨트롤러를 사용했다. 이 시스템은 재생 가능한 전기 에너지를 수집 할 때 하이브리드 에너지 저장 (충전 용 배터리 및 슈퍼 커패시터)을 제어하는 데 사용된다.
현재 MPPT 배터리 충전이 일반적이지만, 본 연구에서는 내장 SEPIC(Single-ended primary-inductor converter) MPPT 및 전압 모드 PI 컨트롤러를 사용하여 슈퍼 커패시터를 충전했다. 그리고 이중 루프 배터리 관리 시스템을 갖춘 부스트 컨버터를 배터리 전압 컨트롤러와 배터리 전류 컨트롤러에 사용했다.
- Issued Date
- 2018
- Awarded Date
- 2018. 8
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 제어계측공학과
- Advisor
- Gi Sig Byun
- Table Of Contents
- Table of Contents i
요약 iii
Abstract v
List of Figures vii
Chapter 1: Introduction 1
1.1 Basic background of the study 1
1.2 Main Objective of this Study 1
Chapter 2: Renewable Energy and Storage System 3
2.1 Renewable Energy Review 3
2.2 Basic Theory of Solar System 4
2.2.1 Basic parameters of solar module 6
2.2.2 Number of PV modules in series 8
2.2.3 Number of PV modules in parallel 9
2.3 The Storage System 10
2.3.1 Lead acid battery 11
2.3.2 Lithium ion battery 12
2.3.3 Ultra Battery 12
2.3.4 Battery Model 12
2.3.5 Super capacitor 14
2.3.6 Supercapacitor Model 15
Chapter 3: DC-DC Converters and MPPT Charging Technique 16
3.1 Types of Converters and MPPT 16
3.2 SEPIC (Single Ended Primary Inductor Convertor) 16
3.3 SEPIC Mode of Operation 17
3.3.1 SEPIC Continuous Mode of Operation 17
3.4 DC-DC Boost Battery Charging System 19
3.5 Types of MPPT Techniques 21
3.6 MPPT Battery Charging System 22
Chapter 4: The Hybrid Charging System 24
4.1 MPPT Supercapacitor Charging System 24
4.2 Boost Battery Charging Controller 25
4.3 The Hybrid System Topology 26
Chapter 5: Simulation Results and Discussion 29
5.1 The I-V and P-V Characteristics of PV Panel 30
5.2 Existing MPPT Battery Charging System Output 34
5.3 The Proposed System Simulation Outputs 35
5.4 Comparison of the Existing and Proposed System 37
Chapter 6 38
Conclusion 38
Future Work 38
References 39
Acknowledgment 43
- Degree
- Master
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