Un método de control multi-nivel optimizado para un sistema de transferencia de energía inalámbrica utilizando el algoritmo de optimización de enjambre de partículas
Autores: Zhao, Jianwei; Li, Lin; Wu, Huan; Luo, Bo; Li, Huayi; Zhang, Yucai; Liu, Shanzong; Zhao, Lei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un método de control multi-nivel optimizado para un sistema de transferencia de energía inalámbrica utilizando el algoritmo de optimización de enjambre de partículas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Transferencia de energía inalámbrica
Optimización de eficiencia
Convertidores DC/DC
Sistemas de WPT
Transmisión de energía
Inductancia mutua
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 54
Citaciones: Sin citaciones
Un sistema de Transferencia de Energía Inalámbrica (WPT), conocido por su entrega de energía sin contacto, se utiliza ampliamente para suministro de energía en aplicaciones de naves espaciales. Lograr una transferencia de energía eficiente y estable requiere la integración de convertidores CC/CC en ambos lados primario y secundario de los sistemas WPT para conversión y control de energía. Los métodos tradicionales de optimización de eficiencia se centran principalmente en la coincidencia de impedancias dentro de la red de resonancia de energía inalámbrica, a menudo descuidando la optimización general de eficiencia de los sistemas DC-DC y WPT de múltiples etapas. Esta falta de atención resulta en una eficiencia global subóptima del sistema a pesar de la eficiencia óptima en el segmento de transmisión inalámbrica. Además, la naturaleza variable en el tiempo de la mutua inductancia y los parámetros de carga durante la transmisión de energía en los sistemas WPT presentan desafíos para el seguimiento de eficiencia máxima y control de energía. Este documento presenta un método de optimización de eficiencia de control coordinado de varios niveles para sistemas WPT utilizando el algoritmo de optimización de enjambre de partículas (PSO). Este método tiene en cuenta las pérdidas de transmisión en todas las unidades de conversión de energía dentro del sistema WPT, estableciendo un modelo matemático para la optimización conjunta de la eficiencia de transmisión global del sistema y la energía. Luego, se emplea el algoritmo PSO para resolver este modelo de optimización utilizando valores estimados de mutua inductancia y carga. Al ajustar los convertidores CC/CC en ambos lados, el método asegura una eficiencia global óptima del sistema y una transmisión de energía consistente. Los resultados experimentales indican que bajo condiciones variables de carga e inductancia mutua, un sistema WPT compensado en Serie-Serie (SS) utilizando este método logra una salida de energía de 200 W con seguimiento de eficiencia máxima, un error de salida de energía del 0.63% y una eficiencia de transmisión promedio del 86.2%. Esto demuestra una estabilidad de transmisión de energía superior y una mayor eficiencia en comparación con los métodos tradicionales de coincidencia de impedancias.
Descripción
Un sistema de Transferencia de Energía Inalámbrica (WPT), conocido por su entrega de energía sin contacto, se utiliza ampliamente para suministro de energía en aplicaciones de naves espaciales. Lograr una transferencia de energía eficiente y estable requiere la integración de convertidores CC/CC en ambos lados primario y secundario de los sistemas WPT para conversión y control de energía. Los métodos tradicionales de optimización de eficiencia se centran principalmente en la coincidencia de impedancias dentro de la red de resonancia de energía inalámbrica, a menudo descuidando la optimización general de eficiencia de los sistemas DC-DC y WPT de múltiples etapas. Esta falta de atención resulta en una eficiencia global subóptima del sistema a pesar de la eficiencia óptima en el segmento de transmisión inalámbrica. Además, la naturaleza variable en el tiempo de la mutua inductancia y los parámetros de carga durante la transmisión de energía en los sistemas WPT presentan desafíos para el seguimiento de eficiencia máxima y control de energía. Este documento presenta un método de optimización de eficiencia de control coordinado de varios niveles para sistemas WPT utilizando el algoritmo de optimización de enjambre de partículas (PSO). Este método tiene en cuenta las pérdidas de transmisión en todas las unidades de conversión de energía dentro del sistema WPT, estableciendo un modelo matemático para la optimización conjunta de la eficiencia de transmisión global del sistema y la energía. Luego, se emplea el algoritmo PSO para resolver este modelo de optimización utilizando valores estimados de mutua inductancia y carga. Al ajustar los convertidores CC/CC en ambos lados, el método asegura una eficiencia global óptima del sistema y una transmisión de energía consistente. Los resultados experimentales indican que bajo condiciones variables de carga e inductancia mutua, un sistema WPT compensado en Serie-Serie (SS) utilizando este método logra una salida de energía de 200 W con seguimiento de eficiencia máxima, un error de salida de energía del 0.63% y una eficiencia de transmisión promedio del 86.2%. Esto demuestra una estabilidad de transmisión de energía superior y una mayor eficiencia en comparación con los métodos tradicionales de coincidencia de impedancias.