7. Tổng quan về tài liệu nghiên cứu
1.6 Cấu trúc hệ thống EV-PV
Để sạc EV từ năng lượng mặt trời, các hệ thống có thiết kế khác nhau đã được sử dụng. Trong mọi trường hợp, hệ thống sạc EV-PV tích hợp các tấm pin mặt trời kết nối với nhau theo từng cụm PV, thiết bị cung cấp cho xe điện (EVSE) và lưới điện AC nguồn chủ yếu sạc trực tiếp EVs từ nguồn PV. Có hai loại bộ chuyển đổi được sử dụng để tích hợp PV, EV và lưới:
Một bộ chuyển đổi nhiều cổng (MPC) tích hợp lưới, PV và EV.
Bộ chuyển đổi nguồn riêng biệt cho lưới điện, PV và EV được liên kết với nhau trên một kết nối chung. Các bộ chuyển đổi nguồn có thể được kết nối với nhau bằng cách sử dụng kết nối AC hoặc DC. Sự kết nối giữa các bộ chuyển đổi nguồn được sử dụng để chia sẻ nguồn PV giữa các EVs khác nhau và nguồn trao đổi giữa EV và lưới điện. Sử dụng hai loại bộ chuyển đổi nguồn được đề cập ở trên, cấu trúc hệ thống có thể có bốn loại dựa trên nút liên kết là AC ( Lưới 1 Pha 230V 50Hz hoặc Lưới 3 Pha 400V 50Hz) hay DC:
Cấu trúc 1: Các bộ chuyển đổi riêng biệt cho PV, EV được liên kết với nhau trên AC
Hình (1.23) cho thấy sơ đồ của cấu trúc 1. Các bộ chuyển đổi nguồn riêng biệt được sử dụng cho các tấm PV và cho EV sạc / xả . Bộ chuyển đổi nguồn PV là biến tần DC/AC kết hợp theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) và bộ sạc EV là bộ chuyển đổi AC/DC. Lưới AC 50Hz hiện tại là cốt yếu trong cấu trúc này, tất cả công suất được truyền thông qua lưới điện. Điểm bất lợi là nguồn PV không thể được sử dụng trực tiếp ở dạng DC để sạc EV. Điều này dẫn đến chuyển đổi không cần thiết từ DC sang AC trong biến tần PV và ngược lại từ AC sang DC trong bộ sạc EV [5].
Hình 1.23. Sơ đồ PV-EV cấu trúc 1 [5]
Cấu trúc 2 – Các bộ chuyển đổi riêng biệt cho PV, EV được liên kết với nhau trên DC
Hình (1.24) cho thấy cấu trúc 2, sử dụng kết nối DC để kết nối các bộ chuyển đổi cho các tấm pin PV, EV, và lưới điện. Bộ chuyển đổi PV và EV là cả hai bộ chuyển đổi DC/DC có điều khiển MPPT và điều khiển sạc tương ứng. Kết nối DC tạo điều kiện cho việc sử dụng trực tiếp nguồn DC của PV để sạc DC của EV, kết quả là hiệu quả sẽ cao hơn. Biến tần trung tâm kết nối của kết nối DC với lưới AC. Biến tần trung tâm rất quan trọng đối với việc kết nối phương tiện lên lưới và cho phép nạp / xả nguồn do sự chênh lệch giữa nguồn PV và nhu cầu sạc EV. Tùy thuộc vào đánh giá công suất của số lượng kết nối DC và số lượng nguồn và tải kết nối với nó, kết nối DC có thể được mở rộng đến một mạng lưới DC nhỏ hơn. Điểm bất lợi của cấu trúc 2 là kết nối DC phải được xây dựng một cách riêng biệt thay vì sử dụng cơ sở hạ tầng lưới AC hiện có. Điều khiển và bảo vệ kết nối DC phải được thực hiện tùy thuộc vào số lượng, công suất định mực và công suất biến đổi có thể [5].
Cấu trúc 3 – Bộ chuyển đổi nhiều cổng cho PV, EV, lưới điện liên kết với nhau trên AC
Hình (1.25) cho thấy sơ đồ của cấu trúc 3 sử dụng bộ chuyển đổi nhiều cổng (MPC) như hình. Bộ chuyển đổi nhiều cổng kết nối bộ chuyển đổi cho cụm PV, EV và lưới điện AC sử dụng một liên kết chính DC. Nhiều MPC kết nối với nhau thông qua lưới điện AC. Tích hợp bộ chuyển đổi điện tử công suất cho PV, EV, và lưới vào một MPC dẫn đến mật độ công suất cao hơn, giảm chi phí và dễ dàng điều khiển, đếm các thành phần ít hơn. Điều khiển sạc EV từ PV có thể đạt được thông qua bộ điều khiển MPC trong khi hai cấu trúc trước, truyền thông phải được thiết lập giữa bộ chuyển đổi riêng biệt PV và EV. Nhược điểm duy nhất là Nguồn DC PV từ một MPC không được sử dụng để sạc EV của một MPC khác mà không cần chuyển đổi sang AC [5].
Hình 1.25. Sơ đồ PV-EV cấu trúc 3 [5]
Cấu trúc 4 – Bộ chuyển đổi nhiều cổng cho PV, EV, lưới điện được liên kết với nhau trên DC
Hình (1.25) cho thấy sơ đồ của cấu trúc 4 là sự kết hợp của cấu trúc 2 và 3. Nó sử dụng một bộ chuyển đổi nhiều cổng (như trong hình (b) để tích hợp các bộ chuyển đổi cho cụm PV và EV. Nhiều MPC được kết nối với nhau sử dụng kết nối DC. Một biến tần trung tâm công suất cao được sử dụng để kết nối với lưới điện AC. Biến tần trung tâm này là tốt hơn so với sử dụng một số biến tần nhỏ được cài MPC như trong
cấu trúc 3. Tương tự cấu trúc 2, kết nối DC có thể được mở rộng đến mạng lưới nhỏ DC phụ thuộc vào công suất định mức và các nguồn, tải khác được kết nối [5].
Hình1.26. Sơ đồ PV-EV cấu trúc 4 [5]