Date of Award

11-2019

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Electrical Engineering (MSEE)

Department

Electrical Engineering

First Advisor

Dr. Hussain Shareef

Second Advisor

Dr. Mousa Hussein

Third Advisor

Dr. Rachid Errouissi

Abstract

The Automotive industry is going through a rapid transformation to adopt electrified technology. A major share of the electrified vehicles is going to be in the Battery electric vehicles (BEVs) and plug in hybrids segments that need to connect to the grid to recharge the batteries. For customer convenience, the time required for fully charging the battery need to be brought down significantly. EV charging stations are getting installed that could bring down the charging time to less than 30 minutes. However this pose a unique issue to the power quality of the utility grid. During charging, the EV charging unit injects harmonics to the grid. When a large number of EVs are getting charge simultaneously, which is a likely scenario in the future, the degradation in the power quality of the grid would be significant. This thesis discuss the modelling of an active filter to reduce the Total harmonic distortion (THD) generated by electric vehicle (EV) chargers. The main objective of this thesis is to determine the percentage of harmonic current injected by the EV chargers to the power grid and to model an active filter to mitigate the harmonic distortion generated by these chargers. The active filter is modelled as bidirectional three-phase pulse width modulation (PWM) rectifier. The EV in this proposed model is represented as an injected current harmonic source. Positive sequence synchronous reference frame controller (SRFC) is used to generate the reference current. The hysteresis controller is used to compare the load current and injected current, and its output is used to generate the switching pulses for Metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET). The DC link voltage control is achieved by using conventional Proportional and integral controller (PI) and fuzzy logic control PI. MATLAB/Simulink simulation result shows that the proposed filter can be used to mitigate the THD of EV chargers without violating the limit set by IEEE Std. 519 - 1992.

Comments

مجال صناعة السيارات يمر بتحول متسارع نحو اعتماد تكنولوجيا الطاقة الكھربائية. النصيب الأكبر في مجال السيارات الكھربائية سيكون للسيارات الكھربائية التي تستخدم البطارية(BEV) و ايضا من نصيب الاجزاء الھجينة في السيارة التي توصل بشبكة الكھرباء بغرض شحن البطارية. من المناسب للمستخدمين ان يكون الزمن اللازم لشحن البطارية أقل ما يمكن . المحطات اللازمة لشحن البطاريات يمكن أن تخفض زمن الشحن ليكون أقل من 30 دقيقة، من جھة أخرى، ھذا يضفي مزيد من التحديات على جودة الطاقة الموجودة في الشبكة الكھربائية العامة . عندما يتم شحن عدد كبير من السيارات الكھربائية بصورة متزامنة و ھو سيناريو محتملفي المستقبل سيؤثر ذلك على جودة الطاقة المقدمة من الشبكة بصورة كبيرة .

في ھذا البحث نناقش نمذجة مرشح نشط (Active Filter) بغرض تخفيض التشوه التوافقي (Total harmonic Distortion) الناشئ من شواحن السيارات الكھربائية . إن الھدف الأساسي من ھذا البحث ھو تحديد نسبة التشوه التوافقي الناشئ من شواحن السيارات الكھربائية مؤثرا على الشبكة العامة بالاضافة الى نمذجة مرشح نشط قادر على مجابھة ھذا التشوه . تم نمذجة المرشح النشط كمقوم لتعديل عرض النبضة الثلاثي ثنائي الإتجاه.

إِنَّ السيارة الكھربائية في ھذا النموذج تمثل مصدرا للتيار التوافقي، و متحكم سلسلة الحزمة المتوافقة المرجعية (SRFC) يستخدم لتوليد التيار المرجعي . متحكم التباطؤ (Hysteresis Controller) يستخدم لمقارنة تيار الحمل بالتيار المرجعي و ما ينتج عنه يستخدم لتوليد نبضات تشغيل للترانزستور(MOSFET) . التحكم في وصلة الجھد المستمر يتم تنفيذه . عن طريق استخدام متحكم تكاملي (PI) و متحكم منطق ضبابي .(Fuzzy logic control) نتائج المحاكاة في برنامج الماتلاب (MATLAB/Simulink) ظھرت أن المرشح المقترح يمكن استخدامه لمجابھة التشوه التوافقي لشواحن السيارات الكھربائية دون أن يتم الإخلال بالحدود الموضوعة في مواصفة IEEE 519 – 1992.

Download

Included in

Engineering Commons

Share

COinS