A fault-tolerant bidirectional converter for battery energy storage systems
Batarya enerji depolama sistemleri için çift yönlü hata tolere eden çevirici
- Tez No: 999799
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET KARAARSLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, DC engelleme kapasitörleri ve bir FT kontrolörü ile 1 MHz Yüksek Frekanslı (HF), çift yönlü, çoklu Kısa Devre (SC) arızası ve Açık Devre (OC) Arıza Toleranslı (FT) dönüştürücüyü açıklamaktadır. Endüktif ve kapasitif bileşenlerin boyutunu ve sistemin genel boyutunu en aza indirmek için dönüştürücü 1 MHz frekansı ile çalışır. DC engelleme kapasitörleri, HF transformatörlerindeki istenmeyen DC gerilim ofsetlerini giderir ve arıza sonrası durumlarda kısa devre DC akım akışını durdurur. Hem yüksek gerilimli hem de düşük gerilimli DC mikro şebekeler, özellikle batarya enerji depolama sistemlerinde çift yönlü güç akışı gereksinimini yönetmek için dönüştürücüyü kullanabilir. Yüksek verimliliği, çift yönlü güç akışı kabiliyeti ve hem birincil hem de ikincil taraflar için FT uygulama Yüksek verimliliği, çift yönlü güç akışı kabiliyeti ve hem birincil hem de ikincil taraflar için FT uygulama potansiyeli nedeniyle, bu uygulama için DAB dönüştürücü seçilmiştir. PWM sinyalleri, Tek Faz Kaydırma (SPS) modülasyonu ile üretilir. SPS modülasyonu esnek ve basit olduğundan, kararlı geçit sürücü sinyali üretimini garanti eder. Yüke sürekli güç akışını garanti etmek için, önerilen hataya dayanıklı kontrolör, gerilim ve akım ölçümlerini kullanarak arızalı anahtar konumunu ve hata türünü belirler. Ardından, arıza sonrası durumlarda bu verilere dayalı olarak uygun anahtarlama modelini belirler. Normal ve arıza sonrası koşulları üç arızaya kadar incelenmiştir. Sistemin teorik sonuçlarını göstermek için Simulink simülasyon sonuçları sunulmuştur. 300W uygulama devresine dayalı simülasyon ve deney sonuçları karşılaştırılmıştır. Teorik analiz, simülasyon ve deneysel verilerle doğrulanmıştır ve bu veriler, önerilen sistemlerin kararlılık, esneklik ve hata toleransı özelliklerini de göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis describes a 1 MHz High Frequency (HF), bidirectional, multiple Short Circuit (SC) fault and Open Circuit (OC) Fault Tolerant (FT) converter with DC blocking capacitors and an FT controller. In order to minimize the size of inductive and capacitive components as well as the system's overall size, the converter operates at a frequency of 1 MHz. DC blocking capacitors remove unwanted DC voltage offsets on the HF transformers and stop short circuit dc current flows in post-fault circumstances. Both high-voltage and low-voltage DC microgrids can use the converter to manage the requirement for bidirectional power flow, particularly in battery energy storage systems. Because of its high efficiency, bidirectional power flow capability, and FT application potential for both primary and secondary sides, the DAB converter was chosen for this application. PWM signals are produced by Single Phase Shift (SPS) modulation. Because SPS modulation is resilient and simple, it guarantees stable gate drive signal production. In order to guarantee continuous power flow to the load, the suggested fault-tolerant controller uses voltage and current measurements to identify defective switch position and fault type. It then determines the appropriate switching pattern based on those data in post-fault states. Investigation of normal and post-fault conditions up to three faults are presented. Simulink simulation results also presented to illustrate the system's theoretical outcomes. Results from simulations and experiments based on a 300W application circuit were compared. The theoretical analysis is validated by both simulation and experimental data, which also indicate the stability, resilience, and fault tolerance characteristics of the suggested systems.
Benzer Tezler
- Mıknatıslı anahtarlamalı relüktans makinesinin kontrolü ve performans analizi
Control and performance analysis of permanent magnet switched reluctance machine
FARUK DURAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FUAT KÜÇÜK
- Design of fault-tolerant cascaded H-bridge multilevel inverter with output-side transformers using bidirectional switches
Çift yönlü anahtarlar kullanarak hata toleranslı çıkış trafolu kaskat H-köprü çok-seviyeli evirici tasarımı
MUHAMMET BİBEROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU
- A fault-tolerant deployment approach for microservices in the design phase of software development life cycle
Yazılım geliştirme yaşam döngüsünün tasarım aşamasında mikroservisler için hata toleranslı bir dağıtım yaklaşımı
MUSTAFA YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHacettepe ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET BURAK CAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ IŞIL KARABEY AKSAKALLI
- A novel fault tolerant architecture on a runtime reconfigurable FPGA
Çalışırken yeniden biçimlendirilebilir FPGA üzerinde hataya dayanımlı yeni bir yapı
İBRAHİM AYDIN COŞKUNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CENGİZ GÜRAN
- A new fault-tolerant real-time ethernet protocol: Design and evaluation
Yeni bir hataya dayanıklı gerçek zamanlı ethernet protokolü: Tasarım ve değerlendirme
EMRE ATİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENAN ECE SCHMİDT
PROF. DR. KLAUS WERNER SCHMIDT