การศึกษาหม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์กำลังและการประยุกต์ใช้งานร่วมกับโซล่าร์ฟาร์ม
Article Sidebar
เผยแพร่แล้ว:
ก.พ. 15, 2019
คำสำคัญ:
หม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์กำลัง วงจรคอนเวอร์เตอร์ หม้อแปลงความถี่สูง โซล่าร์ฟาร์ม
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทคัดย่อ
บทความนี้นำเสนอการศึกษาหม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์กำลังและการประยุกต์ใช้งานร่วมกับโซล่าร์ฟาร์ม โดยนำเสนอโครงสร้างของหม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์กำลังที่ประกอบด้วยคอนเวอร์เตอร์ทั้งด้านปฐมภูมิและด้านทุติยภูมิ หม้อแปลงความถี่สูง การออกแบบและการเลือกใช้แกนความถี่สูงให้เหมาะสมกับลักษณะการใช้งานไม่ว่าจะเป็นในเรื่องของประสิทธิภาพ ขนาด และราคาต้นทุน การประยุกต์ใช้งานหม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์กำลังแทนที่หม้อแปลงไฟฟ้าความถี่ต่ำกับคอนเวอร์เตอร์ในระบบต่าง ๆ และการประยุกต์ใช้งานในโซล่าร์ฟาร์ม นอกจากนี้ยังได้กล่าวถึงหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีคุณลักษณะที่เหมาะสมกับการใช้งานในโซล่าร์ฟาร์ม การเปรียบเทียบข้อดี-ข้อด้อย และวิเคราะห์มูลค่าทางเศรษฐศาสตร์ของหม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์กำลังกับระบบการทำงานเดิมที่ประกอบด้วยอินเวอร์เตอร์กับหม้อแปลงความถี่ต่ำ ซึ่งพบว่าถ้านำมูลค่าการคืนทุนที่ไม่มีการสูญเสียกำลังไฟฟ้าเนื่องจากค่า core loss ของหม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์กำลังมาหักออกจากมูลค่าการลงทุนที่เพิ่มขึ้น หม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์กำลังจะมีมูลค่าการลงทุนที่สูงกว่าระบบการทำงานเดิมที่ประกอบด้วยอินเวอร์เตอร์กับหม้อแปลงความถี่ต่ำเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่จะได้ระบบการทำงานใหม่ที่มีฟังก์ชันการใช้งานที่หลากหลายมากยิ่งขึ้น และสามารถรองรับระบบไฟฟ้าแบบอัจฉริยะที่จะเกิดในอนาคตได้เป็นอย่างดี
คำสำคัญ : หม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์กำลัง; วงจรคอนเวอร์เตอร์; หม้อแปลงความถี่สูง; โซล่าร์ฟาร์ม
Article Details
ประเภทบทความ
Engineering and Architecture
เอกสารอ้างอิง
[1] She, X., Burgos, R., Wang, G., Wang, F. and Huang, A.Q., 2012, Review of solid state transformer in the distribution system: From components to field application, pp. 4077-4084, Proceedings of IEEE: Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Raleigh.
[2] She, X., Wang, F., Burgos, R. and Huang, A.Q., 2012, Solid state transformer interfaced wind energy system with integrated active power transfer, reactive power compensation and voltage conversion functions, pp. 3140-3147, Proceedings of IEEE: Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Raleigh.
[3] Alepuz, S., Gonzalez, F., Arnedo, J.M. and Martinez, J.A., 2013, Solid state transformer with low-voltage ride-through and current unbalance management capabilities, pp. 1278-1283, Proceedings of IEEE: Industrial Electronics Society (IECON), Vienna.
[4] Khomfoi, S., 2014, Power electronics roles in Thailand smart grid, pp. 1-5, Proceedings of IEEE: International Electrical Engineering Congress (iEECON), Krabi.
[5] Detail Project Report 1 MWp SPV Power Plant, Available Source: http://www.scribd.com/doc/236254021/1MW-Utility-Scale-Solar-PV-Power-Plant-Final-libre%23scribd, December 8, 2011.
[6] Khemmook, P. and Khomfoi, S., 2015, Solid state transformer using a modular multilevel inverter for PV farm applications, pp. 2108-2111, Proceedings of IEEE: International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), Pattaya.
[7] Kolar, J.W. and Ortiz, G., 2014, Solid-state-transformers: Key components of future traction and smart grid systems, pp. 18-21, Proceedings of IEEE: Proceedings of International Power Eletronics Conference (IPEC) and Proceedings of ECCE Asia, Hiroshima.
[8] McMurray, W., 1971, The thyristor electro nic transformer: A power converter using a high-frequency link, IEEE Trans. Ind. Gen. Appl. 1971: 451-457.
[9] Doncker, R.D., Divan, D. and Kheraluwala, M., 1991, A three-phase soft-switched high-power-density DC/DC converter for high-power applications, IEEE Trans. Ind. Appl. 1991: 63-73.
[10] Steimer, P., 2010, Enabled by high power electronics-energy efficiency, renewables and smart grids, pp. 11-15, Proceedings of International Power Electronics Con ference (IPEC), Sapporo.
[11] Falcones, S., Ayyanar, R. and Mao, X., 2013, A DC-DC multiport-converter-based solid-state transformer integrating distributed generation and storage, IEEE Trans. Power Elect. 28(5): 2192-2203.
[12] Khomfoi, S. and Tolbert, L.M., 2006, Chapter 17 Multilevel Power Converters, pp. 451-48, In Rashid, M., Power Electronics Handbook, 2nd Ed., Academic Press, Massachusetts.
[13] Nordvall, A., 2011, Multilevel Inverter Topology Survey, M.Sc. Thesis in Electric Power Engineering, Chalmers University of Technology, Göteborg, 78 p.
[14] Hassan, O.A., Klumpner, C. and Asher, G., 2011, Design considerations for core material selection and operating modes for a high frequency transformer used in an isolated DC/DC converter, pp. 1-11, Proceedings of IEEE: Power Electronics and Applications (EPE), Birmingham.
[15] Huber, J.E. and Kolar, J.W., 2014, Volume/ weight/cost comparison of a 1 MVA 10 kV/400V solid-state against a conventional low-frequency distribution transformer, pp. 4545-4552, Proceedings of IEEE: Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Baltimore.
[16] Du, Y., Baek, S., Bhattacharya, S. and Huang, A.Q., 2010, High-voltage high-frequency transformer design for a 7.2 kV to 120V/240V 20 kVA solid state, pp. 493-498 transformer, Proceedings of IEEE: Industrial Electronics Society, Arizona.
[17] She, X., Huang, A.Q. and Burgos, R., 2013, Review of solid-state transformer technologies and their application in power distribution systems, IEEE J. Emerg. Select. Topics Power Elect. 2013: 186-198.
[18] Huang, P., Mao, C., Wang, D., Wang, L., Duan, Y., Qiu, J., Xu, G. and Cai, H., 2017, Optimal design and implementation of high-voltage high-power silicon steel core medium-frequency transformer, IEEE Trans. Ind. Elect. 2017: 4391-4401.
[19] She, X. and Huang, A., 2013, Solid state transformer in the future smart electrical system, pp. 1-5, Proceedings of IEEE: Power and Energy Society General Meeting (PES), Vancouver.
[20] Foureaux, N.C., Adopho, L., Silva, S.M., Brito, J.A.S. and Filho, B.J.C., 2014, Application of solid state transformers in utility scale solar power plant, pp. 3695-3700, Proceedings of IEEE: Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), Colorado.
[21] Khemmook, P., Suwan-ngam, W. and Khomfoi, S., 2015, Suitable power trans formers for solar farm applications, pp. 1-6, Proceedings of IEEE: International Con ference on Electrical Engineering/Electro nics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI-CON), Phetchaburi.
[2] She, X., Wang, F., Burgos, R. and Huang, A.Q., 2012, Solid state transformer interfaced wind energy system with integrated active power transfer, reactive power compensation and voltage conversion functions, pp. 3140-3147, Proceedings of IEEE: Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Raleigh.
[3] Alepuz, S., Gonzalez, F., Arnedo, J.M. and Martinez, J.A., 2013, Solid state transformer with low-voltage ride-through and current unbalance management capabilities, pp. 1278-1283, Proceedings of IEEE: Industrial Electronics Society (IECON), Vienna.
[4] Khomfoi, S., 2014, Power electronics roles in Thailand smart grid, pp. 1-5, Proceedings of IEEE: International Electrical Engineering Congress (iEECON), Krabi.
[5] Detail Project Report 1 MWp SPV Power Plant, Available Source: http://www.scribd.com/doc/236254021/1MW-Utility-Scale-Solar-PV-Power-Plant-Final-libre%23scribd, December 8, 2011.
[6] Khemmook, P. and Khomfoi, S., 2015, Solid state transformer using a modular multilevel inverter for PV farm applications, pp. 2108-2111, Proceedings of IEEE: International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), Pattaya.
[7] Kolar, J.W. and Ortiz, G., 2014, Solid-state-transformers: Key components of future traction and smart grid systems, pp. 18-21, Proceedings of IEEE: Proceedings of International Power Eletronics Conference (IPEC) and Proceedings of ECCE Asia, Hiroshima.
[8] McMurray, W., 1971, The thyristor electro nic transformer: A power converter using a high-frequency link, IEEE Trans. Ind. Gen. Appl. 1971: 451-457.
[9] Doncker, R.D., Divan, D. and Kheraluwala, M., 1991, A three-phase soft-switched high-power-density DC/DC converter for high-power applications, IEEE Trans. Ind. Appl. 1991: 63-73.
[10] Steimer, P., 2010, Enabled by high power electronics-energy efficiency, renewables and smart grids, pp. 11-15, Proceedings of International Power Electronics Con ference (IPEC), Sapporo.
[11] Falcones, S., Ayyanar, R. and Mao, X., 2013, A DC-DC multiport-converter-based solid-state transformer integrating distributed generation and storage, IEEE Trans. Power Elect. 28(5): 2192-2203.
[12] Khomfoi, S. and Tolbert, L.M., 2006, Chapter 17 Multilevel Power Converters, pp. 451-48, In Rashid, M., Power Electronics Handbook, 2nd Ed., Academic Press, Massachusetts.
[13] Nordvall, A., 2011, Multilevel Inverter Topology Survey, M.Sc. Thesis in Electric Power Engineering, Chalmers University of Technology, Göteborg, 78 p.
[14] Hassan, O.A., Klumpner, C. and Asher, G., 2011, Design considerations for core material selection and operating modes for a high frequency transformer used in an isolated DC/DC converter, pp. 1-11, Proceedings of IEEE: Power Electronics and Applications (EPE), Birmingham.
[15] Huber, J.E. and Kolar, J.W., 2014, Volume/ weight/cost comparison of a 1 MVA 10 kV/400V solid-state against a conventional low-frequency distribution transformer, pp. 4545-4552, Proceedings of IEEE: Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Baltimore.
[16] Du, Y., Baek, S., Bhattacharya, S. and Huang, A.Q., 2010, High-voltage high-frequency transformer design for a 7.2 kV to 120V/240V 20 kVA solid state, pp. 493-498 transformer, Proceedings of IEEE: Industrial Electronics Society, Arizona.
[17] She, X., Huang, A.Q. and Burgos, R., 2013, Review of solid-state transformer technologies and their application in power distribution systems, IEEE J. Emerg. Select. Topics Power Elect. 2013: 186-198.
[18] Huang, P., Mao, C., Wang, D., Wang, L., Duan, Y., Qiu, J., Xu, G. and Cai, H., 2017, Optimal design and implementation of high-voltage high-power silicon steel core medium-frequency transformer, IEEE Trans. Ind. Elect. 2017: 4391-4401.
[19] She, X. and Huang, A., 2013, Solid state transformer in the future smart electrical system, pp. 1-5, Proceedings of IEEE: Power and Energy Society General Meeting (PES), Vancouver.
[20] Foureaux, N.C., Adopho, L., Silva, S.M., Brito, J.A.S. and Filho, B.J.C., 2014, Application of solid state transformers in utility scale solar power plant, pp. 3695-3700, Proceedings of IEEE: Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), Colorado.
[21] Khemmook, P., Suwan-ngam, W. and Khomfoi, S., 2015, Suitable power trans formers for solar farm applications, pp. 1-6, Proceedings of IEEE: International Con ference on Electrical Engineering/Electro nics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI-CON), Phetchaburi.
