Model hybrydowego systemu zasilania stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych (część 2.)

A model of hybrid power supply system for electric vehicle fast charging station (part 2)
Model hybrydowego systemu zasilania stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych
Model hybrydowego systemu zasilania stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych
Rys. M. Żurek-Mortka

Hybrydowy system zasilania zawiera własne generatory energii, np. słonecznej, wiatrowej lub paliwowe źródła wodorowe zasilające napięciem stałym ładowarki baterii pojazdów samochodowych. W sieci hybrydowej przedstawionej na rysunku 1. lokalna linia napięcia stałego DC połączona jest ze źródłami energii (np. elektrownie słoneczne, elektrownie wiatrowe) i magazynami energii oraz z odbiornikami w postaci stacji szybkiego ładowania samochodów elektrycznych prądem stałym. Podłączone do stacji ładowania samochody elektryczne mogą, w określonych warunkach, pełnić też funkcję pomocniczego zasobnika energii (technologia V2G [10]).

W artykule:

• Matematyczne modele głównych komponentów hybrydowej stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych
• Kompensacja harmonicznych za pomocą hybrydowego układu filtru pasywnego oraz aktywnego

Zastosowane w modelu bierne i czynne filtry harmonicznych (rezonansowy filtr harmonicznych i aktywny filtr harmonicznych) współpracują w ten sposób, że w czasie poboru energii z systemu elektroenergetycznego filtr aktywny wspomaga pracę rezonansowego filtru harmonicznych. Przy braku poboru energii z systemu elektroenergetycznego do stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych aktywny oraz pasywny filtr mogą współpracować z systemem elektroenergetycznym dla poprawy jakości energii.

Czytaj też: Wpływ stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych na sieć elektroenergetyczną (część 1.) >>

Zastosowanie rezonansowego filtra harmonicznych skutkuje zmniejszeniem ilości energii OZE pobieranej z hybrydowej stacji zasilania przez filtr aktywny, przez co można stosować filtr aktywny o zmniejszonej mocy nominalnej dla osiągnięcia założonego poziomu tłumienia harmonicznych prądu w systemie elektroenergetycznym.
Zaproponowana koncepcja hybrydowej stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych zapewnia wsparcie dla sieci elektroenergetycznej w godzinach szczytu oraz umożliwia kompensację mocy biernej.

Matematyczne modele głównych komponentów hybrydowej stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych

Moc dostępna z modułów fotowoltaicznych jest obliczana na podstawie danych dotyczących temperatury otoczenia i promieniowania słonecznego [12]. W uproszczonym modelu PV napięcie w obwodzie otwartym v0 i prąd zwarcia i0 są obliczane zgodnie z równaniem 1 i 2:

wzór (1)
wzór (2)


gdzie:
v’0 i i’0 – wartości referencyjne podane przez producentów modułów fotowoltaicznych,
G – zmierzone promieniowanie słoneczne,
TPV – temperatura ogniwa fotowoltaicznego:

wzór


T0 – temperatura otoczenia,
G’ = 1000 Wm–2,
T’ = 25°C – wartości referencyjne,
vt – kombinacja stałych wartości,
TnPV – nominalna temperatura ogniwa roboczego 42 – 46°C, powodująca zmianę wartości Ct pomiędzy 0,027–20,0321°C/Wm-2:

wzór

Natomiast moc znamionowa turbiny wiatrowej P0 opisana jest opisana następującym równaniem (3):

wzór (3)


Prędkość wiatru V wyraża się wzorem (4):

wzór (4)



Funkcjonowanie turbiny wiatrowej jest uzależnione od siły wiatru. Relacja opisująca jej pracę może zostać opisana za pomocą układu równań  (5):

wzór (5)


gdzie:
Cp – współczynnik mocy turbiny wiatrowej,
ρA – gęstość powietrza, w [kg/m3],
Aw – pole przekroju poprzecznego łopatek, w [m2],
ηG – sprawność generatora w turbinie wiatrowej,
V – prędkość wiatru na wysokości H,
V0 – prędkość nominalna wiatru na wysokości odniesienia H0 (10 m),
α – współczynnik chropowatości 0,2,
VWmin – minimalna prędkość wiatru do generowania mocy,
Vz – znamionowa prędkość wiatru,
Pz – moc znamionowa,
VWmax – bardzo duża prędkość wiatru (odcięcie turbiny).

Moc pobieraną z magazynu energii dla pojedynczego punktu ładowania należy opisać za pomocą zależności (6):

wzór (6)


gdzie:
Pład – moc ładowania,
Em – pojemność magazynu energii,
EEV – energia wymagana przez pojazd elektryczny,
Tład – czas ładowania,
TEV – czas między kolejnymi pojazdami elektrycznymi.

Ukierunkowany przepływ energii jest realizowany przez zastosowanie dwukierunkowego przekształtnika DC/DC. Przykładowy schemat przekształtnika DC/DC przedstawia rysunek 2. Kluczując tranzystorami S1 i S2 można przesyłać energię ze źródła o napięciu stałym u1 do baterii E lub odwrotnie przesyłać energię z baterii E do źródła o napięciu stałym u1. Źródło napięcia stałego u1 musi współpracować z trójfazowym przekształtnikiem DC/AC, np. falownikiem trójfazowym o napięciach fazowych synchronizowanych z napięciami fazowymi sieci, tak jak to jest w falownikach fotowoltaicznych.

Schemat obwodowy dwukierunkowego przekształtnika DC/DC
Rys. 2. Schemat obwodowy dwukierunkowego przekształtnika DC/DC [9] /Rys. M. Żurek-Mortka /


Na podstawie rysunku 2. można zapisać równanie równowagi potencjałów elektrycznych obwodu ładowania przy zastosowaniu przekształtnika DC/DC (7):

wzór (7)


Transmitancję obwodu ładowania/rozładowania przedstawia wyrażenie (8):

wzór (8)
Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[pojazdy elektryczne, stacja ładowania, szybkie ładowanie, stacja hybrydowa, elektromobilność, pojazd elektryczny, samochód elektryczny, stacja ładowania pojazdów elektrycznych, magazyn energii]

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl