Un convertidor bidireccional tolerante a fallos para sistemas de almacenamiento de energía de baterías en microredes de corriente continua
Autores: Mahdavi, Mohammad Saeed; Karimzadeh, Mohammad Saleh; Rahimi, Tohid; Gharehpetian, Gevork Babamalek
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un convertidor bidireccional tolerante a fallos para sistemas de almacenamiento de energía de baterías en microredes de corriente continua
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Batería
Sistemas de almacenamiento de energía
Convertidor bidireccional
Topología tolerante a fallos
Algoritmo de diagnóstico de fallos
Microrred de CC
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas de almacenamiento de energía de baterías (BESS) pueden controlar el equilibrio de potencia en microredes de CC a través de la inyección o absorción de energía. Un BESS utiliza un convertidor CC-CC bidireccional para controlar el flujo de potencia hacia/desde la red. Por otro lado, cualquier ocurrencia de falla en los interruptores de potencia del convertidor bidireccional puede perturbar el equilibrio de potencia y la estabilidad de la microred de CC y, por lo tanto, la operación segura del banco de baterías. Este documento presenta una topología tolerante a fallas junto con un algoritmo de diagnóstico de fallas para un convertidor CC-CC bidireccional en un BESS. El esquema propuesto puede detectar fallas de circuito abierto (OCFs) y reconfigurar la topología para garantizar la operación segura y continua del sistema mientras está conectado a la microred de CC. El método propuesto se puede extender a estructuras de múltiples fases de convertidores CC-CC bidireccionales entrelazados utilizando solo dos interruptores de potencia y TRIACs para soportar la ocurrencia de OCF en 2 x interruptores de patas. El algoritmo de diagnóstico de fallas propuesto detecta OCF solo observando la corriente de los inductores y no requiere ningún sensor. Por lo tanto, el costo, peso, volumen y complejidad del sistema se reduce considerablemente. Los resultados experimentales muestran que la reconfiguración del convertidor, junto con su rápida detección de fallas, conduce a menos sobrecarga de interruptores y menos desviación de voltaje de CC.
Descripción
Los sistemas de almacenamiento de energía de baterías (BESS) pueden controlar el equilibrio de potencia en microredes de CC a través de la inyección o absorción de energía. Un BESS utiliza un convertidor CC-CC bidireccional para controlar el flujo de potencia hacia/desde la red. Por otro lado, cualquier ocurrencia de falla en los interruptores de potencia del convertidor bidireccional puede perturbar el equilibrio de potencia y la estabilidad de la microred de CC y, por lo tanto, la operación segura del banco de baterías. Este documento presenta una topología tolerante a fallas junto con un algoritmo de diagnóstico de fallas para un convertidor CC-CC bidireccional en un BESS. El esquema propuesto puede detectar fallas de circuito abierto (OCFs) y reconfigurar la topología para garantizar la operación segura y continua del sistema mientras está conectado a la microred de CC. El método propuesto se puede extender a estructuras de múltiples fases de convertidores CC-CC bidireccionales entrelazados utilizando solo dos interruptores de potencia y TRIACs para soportar la ocurrencia de OCF en 2 x interruptores de patas. El algoritmo de diagnóstico de fallas propuesto detecta OCF solo observando la corriente de los inductores y no requiere ningún sensor. Por lo tanto, el costo, peso, volumen y complejidad del sistema se reduce considerablemente. Los resultados experimentales muestran que la reconfiguración del convertidor, junto con su rápida detección de fallas, conduce a menos sobrecarga de interruptores y menos desviación de voltaje de CC.