การขนานบั๊กคอนเวอร์เตอร์ด้วยเทคนิคแบบดรูปสำหรับระบบดีซีไมโครกริด

Abstract

ABSTRACT This paper presents the design and implementation of parallel converters for dc microgrid using droop control approach. It provides many desirable features such as increased ability in supplying power output and improved reliability of power transmission systems.  A parallel dc-dc buck converter system comprising two identical modules is operated in continuous current mode and its input voltage is supplied with a PV simulator. The converter is controlled using cascade control with two analog PI controllers involving two loops, i.e. current and constant voltage at 24 V. Additionally, the converter control system is augmented with the primary level control exploiting droop scheme to ensure appropriate current sharing through the use of a virtual resistance . The droop-based primary control is implemented as a digital controller using a microcontroller ARM32. A set of simulation results using Matlab/Simulink illustrate that the current sharing is achieved and the output voltage is kept constantly at 24 V with the proposed design. Its viability is experimentally validated using an embedded, real-time control system. Besides, paralleling of dc–dc converters also enables practically simple and no-communication between connected modules implementation. Keyword: Buck converter, Droop control technique, DC microgridบทคัดย่อ บทความนี้นำเสนอการขนานคอนเวอร์เตอร์สำหรับดีซีไมโครกริดโดยใช้เทคนิคการควบคุมแบบดรูป (Droop) การขนานคอนเวอร์เตอร์ช่วยเพิ่มความสามารถในการจ่ายกำลังไฟฟ้า และความน่าเชื่อถือให้กับระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า การขนานคอนเวอร์เตอร์ด้วยวงจรบั๊กคอนเวอร์เตอร์จำนวน 2 โมดูลทำงานในโหมดกระแสต่อเนื่อง และรับแรงดันขาเข้าจากแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่เลียนแบบการจ่ายกระแสและแรงดันเสมือนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (PV simulator) มีการควบคุมคอนเวอร์เตอร์แบบคาสเคดในวงรอบกระแสและแรงดันคงที่ 24 V ด้วยเทคนิคการควบคุมแบบพีไอ การควบคุมขั้นต้น (Primary level control) ใช้เทคนิคดรูปเพื่อแบ่งกระแสด้วยค่าความต้านทานเสมือน (Virtual resistance, ) และเป็นตัวควบคุมแบบดิจิตอลโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM32  ผลการทดลองประกอบด้วยการจำลองการทำงานแบบสวิตชิ่งด้วย Matlab/Simulink และการควบคุมคอนเวอร์เตอร์ต้นแบบแบบทันเวลา (Real-time) ซึ่งผลการทดลองวงจรบั๊กคอนเวอร์เตอร์สามารถแบ่งกระแสและรักษาระดับแรงดันคงที่ได้ที่ 24 V เทคนิคการขนานที่นำเสนอสามารถสร้างได้ง่ายและไม่ต้องใช้การสื่อสารระหว่างโมดูล คำสำคัญ: บั๊กคอนเวอร์เตอร์  การควบคุมแบบดรูป ดีซีไมโครกริด