میراسماعیل سیدمحمودیه
میراسماعیل سیدمحمودیه
دانشکده فني مهندسي
گروه برق
جلسه دفاع از رساله دکتري تخصصي
عنوان:
ارائه، طراحي و تحليل مبدل DC/DC چند ورودي بهبود يافته براي سيستمهاي هيبريد مبتني بر انرژيهاي تجديدپذير
استاد راهنما:
دکتر علي ديهيمي
استاد مشاور:
دکتر رضا ايرواني
داوران:
دکتر ابراهيم بابائي (استاد دانشگاه تبريز )
دکتر عباس فتاحي (استاديار دانشگاه صنعتي همدان )
دکتر محمد حسن مرادي ( دانشيار دانشگاه بوعلي سينا)
دانشجو:
ميراسماعيل سيدمحموديه
تاريخ و محل برگزاري:
۱1 بهمن ۱۳۹۶
ساعت 10:30 آمفي تئاتر دانشکده مهندسي
Bu-Ali Sina University
Faculty of Technical Engineering
Department of Electrical Engineering
PhD Dissertation defense session
Title:
Proposal, Design and Analysis of an Improved Multiple Input DC/DC Converter for Renewable Energy Based Hybrid Systems
Supervisor:
Dr. Ali Deihimi
Advisor:
Dr. Reza Iravani
Referees:
Ebrahim Babaei (Ph.D)
Abbas Fattahi (Ph.D)
Mohammad Hasan Moradi (Ph.D)
By:
Mir Esmaeel Seyed Mahmoodieh
Date and Venue:
January 31, 2018
At 10:30 Am on Wednesday, Engineering Department Amphitheater
چکيده: در دهههاي اخير، منابع انرژي تجديدپذير (همانند سلولهاي خورشيدي، بادي) و منابع انرژي غير متعارف همانند پيل سوختي بواسطه جنبههاي زيست محيطي و اقتصادي بيشتر مورد توجه محققان قرار گرفتهاند. بکارگيري چند نوع از اين منابع در کنار يکديگر به منظور تأمين تقاضاي بار ميتواند مشکلات ناشي از وابستگي انرژي توليدي منابع تجديدپذير به عوامل محيطي (دما، شدت تابش، باد و ...) را کاهش دهد. در اين ميان، استفاده از منابع ذخيره انرژي همانند باتري ميتواند موجب بهبود مشخصههاي گذرا و ديناميکي سيستمهاي هيبريد مبتنيبر منابع انرژي تجديدپذير و پيل سوختي گردد. در سيستمهاي انرژي هيبريدي، انتقال انرژي از منابع با مشخصههاي خروجي متفاوت به بار توسط چندين مبدل DC/DC تک ورودي و يا يک مبدل DC/DC چند ورودي انجام ميپذيرد. در اين رساله، به منظور بهبود عملکرد منابع تجديدپذير و يا منبع پيل سوختي، ابتدا ساختارهاي پايه مبدلهاي DC/DC (اعم از Boost، Buck، Buck/Boost، Cuk، Sepic) با باتري در ساختاري واحد يکپارچه ميشوند. در اين راستا علاوهبر تنظيم ولتاژ خروجي (ولتاژ دو سر بار)، توليد حداکثر انرژي از منابع تجديدپذير در مبدلهاي سه پورتي (شامل باتري) به طور مطلوب انجام ميپذيرد. در ادامه با توسعه ساختار پايه Boost با تعداد وروديهاي بيشتر (n ورودي)، سه مبدل DC/DC افزاينده چند ورودي براي کاربرد در سيستمهاي انرژي هيبريدي ارائه ميشود. مبدلهاي پيشنهادي توانايي انتقال انرژي از چندين منبع انرژي با مشخصههاي خروجي متفاوت به بار را دارند و براي گستره وسيعي از کاربردهاي ولتاژ و توان قابل استفاده ميباشند. با افزايش تعداد وروديها در مبدلهاي DC/DC چند ورودي، بهره ولتاژ مبدلها افزايش مييابد. مبدلهاي DC/DC چند ورودي (n ورودي) پيشنهادي اول و دوم، بدون در نظر گرفتن پورت باتري ارائه ميشوند. در مبدل چند ورودي پيشنهادي دوم به دليل استفاده از ماژولهاي SI بهره ولتاژ نسبت به مبدل چند ورودي پيشنهادي اول افزايش مييابد. در مبدل چند ورودي پيشنهادي سوم يک پورت دوطرفه براي باتري نيز در نظر گرفته شده است تا در مواقع لزوم از طريق شارژ و دشارژ باتري، ولتاژ خروجي در مقدار مرجع تنظيم شود. در مبدل چند ورودي پيشنهادي سوم، باتري ميتواند توسط منابع ورودي شارژ و دشارژ شود و سيکل کاري باتري مستقل از سيکلهاي کاري متناظر با منابع ورودي ميباشد. مبدلهاي چند پورتي جزء سيستمهاي MIMO محسوب ميشوند و بايستي توسط يک روش کنترلي چند متغيره کنترل شوند. بنابراين روش کنترل بهينه LQR براي طراحي سيستم کنترل مبدلهاي پيشنهادي بکاربرده ميشود. کارآيي مطلوب مبدلهاي پيشنهادي، توسط نتايج شبيهسازي در نرم افزار PSCAD/EMTDC و نتايج آزمايشگاهي بررسي ميشود. نتايج نشان ميدهند که در مبدلهاي پيشنهادي علاوه بر تنظيم ولتاژ خروجي، توليد حداکثر توان از منابع تجديدپذير توسط سيستم کنترلي LQR به طور مناسب انجام ميگيرد.
واژههاي کليدي: مبدلهاي DC/DC افزاينده چند ورودي، مدارات چند پورتي، سيستمهاي انرژي هيبريدي، منابع انرژي تجديدپذير، کنترل بهينه LQR
Abstract: Renewable (e.g. photovoltaic (PV), wind generation) and non-conventional (e.g. fuel cell (FC)) energy sources have attracted many interests in recent decades for their effective environmental and economical aspects. Renewable energy sources (RESs) have intermittent nature due to their power generation dependence on environmental factors (e.g. ambient temperature, sun irradiation level, wind). Therefore, the usage of multiple energy sources can alleviate the mentioned problem. Meanwhile, the use of energy storage system such as battery can improve transient and dynamic characteristics of hybrid energy systems (HESs) supplied by renewable and FC energy sources. In HESs, energy is transferred from sources to the load by multiple single-input DC/DC converters or a multi-input DC/DC converter. To improve the performance of renewable and FC energy sources, in this dissertation, conventional DC/DC converters (e.g. Boost, Buck, Buck/Boost, Cuk, Sepic) are integrated with battery source in a unified structure. In three port converters (i.e. converters integrated with battery), maximum power is tracked for RESs and output voltage is regulated. Then, by extension of conventional boost topology for the higher number of inputs (n inputs), three multi-input step-up DC/DC converters (MISUC) are proposed for HESs. The proposed converters interface multiple energy sources of different output characteristics with a common load efficiently. The presented MISUCs are suitable for a wide range of applications from low to high voltage/power in HESs. In the proposed MISUCs, the higher voltage gain is achieved by increasing the number of inputs. The first and second proposed MISUCs are designed without battery. Due to use of the switched inductor modules in each input of the second MISUC, its voltage gain is higher than the first MISUC. In the third proposed MISUC, a bidirectional port is considered for the battery to regulate the output voltage at the reference value appropriately by battery charging/discharging when necessary. The battery is charged/discharged by all the input sources and the associated duty cycle is independent of the duty cycles corresponding to the input sources. The multiport converters, as a MIMO system, have to be controlled by a multi-variable control method. Therefore, the linear quadratic regulator (LQR) control is applied to control the proposed converters. The performance of the proposed converters is verified by simulation (in PSCAD/EMTDC) and experimental results. The results show that output powers of input sources are appropriately adjusted at their references and output voltage is properly regulated.
Key Words: Multi input step up DC/DC converter, Multiport circuits, Hybrid energy systems, Renewable energy sources, LQR optimal control
معدل: 95/18
مقالات مستخرج از رساله:
[1] Deihimi, A., Mahmoodieh, M. E. S., & Iravani, R. (2017). A new multi-input step-up DC–DC converter for hybrid energy systems. Electric Power Systems Research, 149, 111-124.
[2] Deihimi, A., & Mahmoodieh, M. E. S. (2017). Analysis and control of battery-integrated dc/dc converters for renewable energy applications. IET Power Electronics, 10(14), 1819-1831.
به گزارش بسنا، مراسم افتتاحیه این پروژه با حضور محمدعلی زلفیگل وزیر علوم، تحقیقات و فناوری و دکتر علیرضا قاسمیفرزاد استاندار همدان، معاونان وزارتخانههای علوم و مسئولان استانی و ریاست...
دفتر هدایت استعدادهای درخشان دانشگاه بوعلیسینا فهرست اسامی دانشجویان برگزیده آموزشی پژوهشی پانزدهمین همایش سالانه دفتر هدایت استعدادهای درخشان سال ۱۴۰۲ را منتشر کرد. اسامی دانشجویان...
بهراد توتونچی دبیر انجمن علمی دانشجویی مهندسی عمران دانشگاه بوعلی سینا، در جلسه ای با حضور نمایندگان دانشگاه های سراسر کشور، با کسب اکثریت آرا انتخابات، به عنوان دبیر...
در هشتمین نشست از دوره یازدهم هیأت ممیزه دانشگاه بوعلیسینا، آقای دکتر علیرضا حاتمی دارای مدرک دکتری در رشته مهندسی برق با ر أ ی اعضاء از مرتبه...
بدینوسیله انتخاب آقای دکتر آرش فتاح الحسینی را به عنوان پژوهشگر برگزیده دانشگاه در گروه فنی و مهندسی به ایشان و خانواده علمی دانشکده مهندسی تبریک عرض نموده و از خداوند متعال...
بدینوسیله انتخاب دو تن از دانشجویان دانشکده مهندسی مهندس راضیه چهارمحالی در مقطع دکتری رشته مهندسی مواد شاخه خوردگی و مهندسی سطح و مهندس امین نظری در مقطع...
بدینوسیله انتخاب سه عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقایان دکتر جواد بهنامیان ، دکتر حسن علم خواه و دکتر محسن گودرزی در...
براساس اطلاعات پایگاه شاخصهای اساسی علم (ESI)، حضوردکتر محمد حسن مرادی از گروه مهندسی برق دانشکده مهندسی در زمره پژوهشگران پراستناد یک درصد برتر دنیا استمرار پیدا کرد. ...
بدینوسیله انتخاب اعضا محترم هیات علمی سرکار خانم دکتر سموئی (گروه مهندسی صنایع)، جناب آقایان دکتر بابائی (گروه مهندسی عمران)، دکتر حاتمی (گروه مهندسی برق)، دکتر ختن لو (گروه مهندسی...
بدینوسیله انتخاب چهار عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقای دکتر جواد بهنامیان از گروه مهندسی صنایع به عنوان پژوهشگر اول برگزیده، جناب آقای دکتر حسن علم خواه از گروه...
به گزارش بسنا و به نقل از سازمان سنجش، آزمون مرحله نهایی بیست و هشتمین دوره المپیاد علمی دانشجویی کشور با حضور نفرات برگزیده آزمون کارشناسی ارشد (متمرکز) و آزمون غیرمتمرکز المپیاد در دانشگاههای...
به اطلاع دانشجویان محترم می رساند سایت کامپیوتر کارشناسی دانشکده مهندسی به دلیل انجام ثبت نام دانشجویان کارشناسی ورودی 1402 از شنبه 1402/7/22 به مدت یک هفته تعطیل می باشد.
به گزارش بسنا و به نقل از معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری، در هشتمین دوره تجلیل از سرآمدان علمی کشور در سال ۱۴۰۲ که با حضور معاون علمی و فناوری و اقتصاد دانشبنیان رئیسجمهور و وزیر علوم...
به اطلاع دانشجویان ورودی جدید تحصیلات تکمیلی (ارشد و دکترا) می رساند، یکشنبه 23 مهر ساعت 11 الی 13 در محل آمفی تئاتر دانشکده مهندسی جلسه معارفه با هیات رییسه دانشکده برگزار می شود. ...
بر اساس اطلاعات جدید نمایه استنادی معتبر scopus ۲۰۲۳، با بررسی مقالات مربوط به ۲۰۲۲، 4 عضو هیات علمی و 1 دانش آموخته دانشکده مهندسی و با بررسی کل مقالات مربوط به سال های مختلف، 1 نفر از اعضای هیات...
نظر به مراتب تعهد، تخصص و تجارب ارزشمند جناب آقای دکتر حسن علم خواه و بنا به پیشنهاد رئیس دانشکده مهندسی، به موجب ابلاغی ایشان با حفظ سمت آموزشی به مدت 2 سال به عنوان...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر امیرسامان خیرخواه به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی صنایع منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر صالح رازینی به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی برق منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب ارزنده...
قابل توجه دانشجویان مصاحبه دکتری: آخرین مهلت شرکت در مصاحبه دکتری برای کلیه رشته ها اعم از برق، کامپیوتر، مواد، صنایع و مکانیک برای دانشجویانی که موفق به انجام مصاحبه...
بدینوسیله فرزندان افتخار آفرین دانشکده مهندسی در سال 1401 را معرفی نموده و با عرض تبریک برای این عزیزان موفقیت روزافزون مسالت می نماید. ...