Multi-Port Single-Phase Converter Applied to Residential Microgeneration

Barbosa, Samanta Gadelha; Ameida, Bruno Ricardo de; Pacheco, Juliano O.; Oliveira, Demercil S.; Praça, Paulo P.

doi:10.1109/induscon.2018.8627207

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“…However, these converters either use a large number of components, have redundant conversion stages or have ports that are unidirectional. A number of high power converters use transformer taps to achieve multiport capability [3], [11], [26] - [28]. Among these, [27] is a dual inverter based topology with two DC ports and an AC port that taps the grid interface transformer to obtain the second DC port.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Multiport Converter With Enhanced Port Utilization Using Multitasking Dual Inverters

Perera

Salmon

Kish

2021

IEEE Open J. Power Electron.

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With the development of renewable energy and electric vehicle technologies, a need for multiport DC/DC/AC converters with high power density and reliability has arisen. A dual inverter based bidirectional multiport converter with two dissimilar voltage DC ports and an AC port is presented. The converter is capable of processing up to 1.67, 1.41 and 1 p.u. of power through its main DC, auxiliary DC and AC ports respectively, while only using the semiconductor and magnetics effort of a DC/AC converter rated for 1 p.u. Analysis reveals that this is more than thrice and twice the power limits of the main and auxiliary DC ports respectively, compared to using two independent inverters with a three-winding transformer. Furthermore, the proposed converter is more efficient than the latter option. These benefits are due to the multitasking of inverters and the existence of single stage DC/DC and DC/AC power transfer mechanisms enabled by the use of a center tapped transformer. A control strategy using these two mechanisms, capable of independently controlling the power flows between ports is also presented. Independent inverter control is also possible, allowing power flow between the main DC and AC ports during the failure of a single inverter. These claims are verified through thorough analysis, extensive simulation and experimental results using a 3 kW prototype.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Multiport Converter With Enhanced Port Utilization Using Multitasking Dual Inverters

Perera

Salmon

Kish

2021

IEEE Open J. Power Electron.

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“…Devido a característica intermitente desses tipos de fonte, faz-se necessário o uso de bancos de baterias, Biswas et al (2017). Portanto, para uma adequada integração entre carga (dessalinizador), fonte alternativa e sistema de armazenamento de energia, os conversores de potência multi-portas podem figurar como esse elemento integrador, Barbosa et al (2018), Saeed et al (2019) e Jiang and Fahimi (2009).…”

Section: Introductionunclassified

Controle LQG/LTR de um Conversor CC-CC de Três Portas Aplicado a um Dessalinizador

Damasceno

Rios

Barbosa

et al. 2020

Anais Do Congresso Brasileiro De Automática 2020

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Este trabalho propõe utilizar uma estratégia de controle multivariável centralizada para um conversor CC-CC isolado de três-portas que irá figurar como o elemento integrador entre um sistema fotovoltaico, um banco de baterias e o barramento CC de um sistema de dessalinização. O conversor é representado através de um modelo multivariável de espaço de estados com 3 chaves do tipo MOSFET como entradas de controle; a tensão de saída e a corrente de magnetização como saídas controladas; e as tensões do painel fotovoltaico e da bateria como perturbações externas. A estratégia de controle é formulada usando-se a abordagem LQG com recuperação do ganho da malha de transferência (LTR) para garantia de estabilidade a um controlador de realimentação de estados com ação integral. As principais contribuições do trabalho são: (i) a aplicação, em eletrônica de potência, de uma estrutura de controle robustacentralizada de realimentação de estados, (ii) consideração dos distúrbios de entrada no sistema fotovoltaico e na bateria e (iii) uso do estimador de estados para a malha da corrente de magnetização. Por fim, resultados de simulação são apresentados e discutidos para validação do desempenho da abordagem proposta.

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Single-Stage Single-phase AC/DC Converter with High Frequency Isolation Feasible to Microgeneration

Barbosa

Almeida

Damasceno

et al. 2019

2019 IEEE 15th Brazilian Power Electronics Conference and 5th IEEE Southern Power Electronics Conference (COBEP/SPEC)

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Multi-Port Single-Phase Converter Applied to Residential Microgeneration

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Multiport Converter With Enhanced Port Utilization Using Multitasking Dual Inverters

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Single-Stage Single-phase AC/DC Converter with High Frequency Isolation Feasible to Microgeneration

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