Please use this identifier to cite or link to this item: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/32718

Title: Control system simulation by modular uninterruptible power supply unit with adaptive regulation function
Other Titles: Моделювання системи керування модульним джерелом безперебійного живлення з функцією адаптивного регулювання
Authors: Паламар, Андрій Михайлович
Palamar, Andriy
Affiliation: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, Україна
Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine
Bibliographic description (Ukraine): Palamar A. Control system simulation by modular uninterruptible power supply unit with adaptive regulation function / Andriy Palamar // Visnyk TNTU. — Tern. : TNTU, 2020. — Vol 98. — No 2. — P. 129–136.
Bibliographic description (International): Palamar A. (2020) Control system simulation by modular uninterruptible power supply unit with adaptive regulation function. Visnyk TNTU (Tern.), vol. 98, no 2, pp. 129-136.
Is part of: Вісник Тернопільського національного технічного університету, 2 (98), 2020
Scientific Journal of the Ternopil National Technical University, 2 (98), 2020
Journal/Collection: Вісник Тернопільського національного технічного університету
Issue: 2
Volume: 98
Issue Date: 10-Jun-2020
Submitted date: 12-May-2020
Date of entry: 29-Sep-2020
Publisher: ТНТУ
TNTU
Place of the edition/event: Тернопіль
Ternopil
DOI: https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2020.02.129
UDC: 004.94
681.518
621.311
Keywords: система керування
джерело безперебійного живлення
імітаційне моделювання
control system
uninterruptible power supply unit
simulation modeling
Number of pages: 8
Page range: 129-136
Start page: 129
End page: 136
Abstract: Розглянуто питання імітаційного моделювання системи керування роботою випрямлячів модульного джерела безперебійного живлення постійного струму з метою підвищення його енергоефективності. Запропоновано алгоритм керуючої логіки для управління процесом перемикання силових модулів ДБЖ у режимі адаптивного регулювання потужності системи. Основна ідея методу полягає в реалізації процесу ввімкнення/вимкнення випрямлячів для досягнення оптимального значення коефіцієнта їх завантаженості та підтримання його рівня в певному заданому діапазоні. Наведено структурну схему системи керування модульного джерела безперебійного живлення, до складу якої крім центрального керуючого модуля введено блок керування випрямлячами, який відповідає за реалізацію процесу їх ввімкнення/вимкнення та здійснює контроль їх стану. Для дослідження ефективності розробленого алгоритму створено комп’ютерну модель для описування керуючої логіки управління випрямлячами. Для реалізації імітаційної моделі використано програмне середовище візуального моделювання Simulink Matlab та математичний апарат бібліотеки компонентів Stateflow. Виконано тестування розробленої імітаційної моделі та наведено результати моделювання у вигляді осцилограм. Застосування розробленого алгоритму дозволило здійснювати регулювання коефіцієнта завантаженості модульного джерела безперебійного живлення в режимі реального часу в межах наперед заданого оптимального діапазону значень. Результати моделювання демонструють ефективність розробленої імітаційної моделі системи керування за різних значень вхідних електричних параметрів. Отримані результати використано при впровадженні розробленого алгоритму в реальній системі керування модульним джерелом безперебійного живлення постійного струму.
The article deals with the problem of simulation modeling of rectifiers control system for the modular uninterruptible DC power supply unit in order to increase energy efficiency of its operation. This paper proposes a control logic algorithm to manage the process of switching the power modules of the UPS in the adaptive correction mode of the system nominal power. The main idea of the method is to implement the process of turning on/off the rectifiers to achieve the optimal value of their load factor and maintain its level in a certain set optimal range. Control system block diagram of the modular uninterruptible power supply is provided. Besides the central control module rectifiers, control units are introduced. They are responsible for realization of their on/off switching process and carries out control of their condition. In order to study the effectiveness of the developed algorithm, a computer model is created to describe the control logic of rectifiers management. To implement the simulation model, the software environment for visual modeling Simulink Matlab and the mathematical apparatus of the Stateflow component library are used. The developed simulation model has been tested and the simulation results are given in the research. The application of the developed algorithm allowed to increase the efficiency of the uninterruptible power supply by adjusting the load factor of the UPS in real time within a predetermined optimal range of values. The simulation results demonstrate the effectiveness of the developed simulation model of the control system in different operating modes.
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/32718
ISSN: 2522-4433
Copyright owner: © Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2020
URL for reference material: https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2018.01.113
https://doi.org/10.1109/INTLEC.2012.6374509
https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2018.03.134
https://doi.org/10.1109/INTLEC.2018.8612341
https://doi.org/10.1109/INTLEC.2014.6972112
https://doi.org/10.1109/INTLEC.2017.8211672
https://doi.org/10.1109/CPE.2011.5942227
References (Ukraine): 1. Andriychuk V., Filyuk Y. Autonomous power supply system for outdoor illumination of residential areas in the territory of Ukraine. Scientific Journal of TNTU. 2018. Vol. 89. No. 1. P. 113–121. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2018.01.113
2. Григораш О. В., Денисенко Е. А., Чумак М. С. Синтез модульных систем бесперебойного электроснабжения повышенной надёжности. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 4 (108). С. 1–14.
3. Дулепов Д. Е., Тюндина Т. Е. Качество и надежность электроснабжения в инфокоммуникационных системах. Карельский научный журнал. 2015. № 2 (11). С. 115–120.
4. Хорольский В. Я., Ершов А. Б., Ефанов А. В. Количественное определение и сравнительная оценка надежности энергетических массивов. Электротехника. 2017. № 8. С. 19–22.
5. Talapko D. Telecom datacenter power infrastructure availability comparison of DC and AC UPS. International Telecommunications Energy Conference (INTELEC). 2012. P. 1–5. https://doi.org/10.1109/INTLEC.2012.6374509
6. Gotovych V., Nazarevych O., Shcherbak L. Mathematical modeling of the regular-mode electric power supply and electric power consumption processes of the organization. Scientific Journal of TNTU. 2018. Vol. 91. No 3. P. 134–142. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2018.03.134
7. Расмуссен Н. Моделирование эффективности энергопотребления в центрах обработки данных Журнал сетевых решений/LAN. 2007. № 11. С. 40–47.
8. Аббасова Т. С. Повышение энергетической эффективности центров обработки данных для телекоммуникационных систем. Сервис в России и за рубежом. 2009. № 2. С. 1689–1699.
9. Saro L., Zanettin C., Božič V. Reliability Analysis and Calculations for Different Power System Architectures based on Modular UPS. 2018 IEEE International Telecommunications Energy Conference (INTELEC). 2018. P. 1–8. https://doi.org/10.1109/INTLEC.2018.8612341.
10. Wang C., Member S., Jain P. A Quantitative Comparison and Evaluation of 48V DC and 380V DC Distribution Systems for Datacenters. IEEE 36th International Telecommunications Energy Conference (INTELEC). 2014. P. 1–7. DOI: https://doi.org/10.1109/INTLEC.2014.6972112.
11. Qi S., Sun W., Wu Y. Comparative Analysis on Different Architectures of Power Supply System for Data Center and Telecom Center. IEEE International Telecommunications Energy Conference (INTELEC). 2017. P. 26–29. https://doi.org/10.1109/INTLEC.2017.8211672.
12. Аббасова Т. С. Энергетическая эффективность систем электропитания для высокоскоростных телекоммуникационных систем. Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2009. № 2 (5). С. 1–7.
13. Паламар М., Пастернак Ю., Паламар А. Дослідження динамічних похибок системи прецизійного керування антеною з асинхронним електроприводом. Вісник ТНТУ. 2014. № 4 (76). С. 164–173.
14. Palamar A., Karpinskyy M., Vodovozov V. Design and implementation of a digital control and monitoring system for an AC/DC UPS. 7th International Conference-Workshop «Compatibility and Power Electronics» CPE 2011. Tallinn, Estonia. 2011. P. 173–177. https://doi.org/10.1109/CPE.2011.5942227.
15. Palamar A., Karpinskyy M. Control of an Uninterruptible Power Supply in a DC Microgrid System. 10th International Symposium Symposium «Topical Problems in the Field of Electrical and Power Engineering» and «Doctoral School of Energy and Geotechnology II». Pärnu, Estonia. 2011. P. 80–84.
References (International): 1. Andriychuk V., Filyuk Y. Autonomous power supply system for outdoor illumination of residential areas in the territory of Ukraine. Scientific Journal of TNTU. 2018. Vol. 89. No. 1. P. 113–121. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2018.01.113
2. Grigorash O. V., Denisenko E. A., Chumak M. S. Sintez modulnykh sistem besperebojnogo ehlektrosnabzheniya povyshennoj nadyozhnosti. Politematicheskij setevoj ehlektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. Vol. 108. No. 4. P. 1–14. [In Russian].
3. Dulepov D. E., Tyundina T. E. Kachestvo i nadezhnost ehlektrosnabzheniya v infokommunikatsionnykh sistemakh. Karelskij nauchnyj zhurnal. 2015. Vol. 11. No. 2. P. 115–120. [In Russian].
4. Khorolskij V. Y., Ershov A. B., Efanov A. V. Kolichestvennoe opredelenie i sravnitelnaya otsenka nadezhnosti ehnergeticheskikh massivov. Elektrotekhnika. 2017. No. 8. P. 19–22. [In Russian].
5. Talapko D. Telecom datacenter power infrastructure availability comparison of DC and AC UPS. International Telecommunications Energy Conference (INTELEC). 2012. P. 1–5. https://doi.org/10.1109/INTLEC.2012.6374509
6. Gotovych V., Nazarevych O., Shcherbak L. Mathematical modeling of the regular-mode electric power supply and electric power consumption processes of the organization. Scientific Journal of TNTU. 2018. Vol. 91. No. 3. P. 134–142. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2018.03.134
7. Rasmussen N. Modelirovanie ehffektivnosti ehnergopotrebleniya v tsentrakh obrabotki dannykh. Zhurnal setevykh reshenij/LAN. 2007. No. 11. P. 40–47. [In Russian].
8. Abbasova T. S. Povyshenie ehnergeticheskoj ehffektivnosti tsentrov obrabotki dannykh dlya telekommunikatsionnykh sistem. Servis v Rossii i za rubezhom. 2009. No. 2. P. 1689–1699. [In Russian].
9. Saro L., Zanettin C., Božič V. Reliability Analysis and Calculations for Different Power System Architectures based on Modular UPS. 2018 IEEE International Telecommunications Energy Conference (INTELEC). 2018. P. 1–8. https://doi.org/10.1109/INTLEC.2018.8612341.
10. Wang C., Member S., Jain P. A Quantitative Comparison and Evaluation of 48V DC and 380V DC Distribution Systems for Datacenters. IEEE 36th International Telecommunications Energy Conference (INTELEC). 2014. P. 1–7. URL: https://doi.org/10.1109/INTLEC.2014.6972112.
11. Qi S., Sun W., Wu Y. Comparative Analysis on Different Architectures of Power Supply System for Data Center and Telecom Center. IEEE International Telecommunications Energy Conference (INTELEC). 2017. P. 26–29. https://doi.org/10.1109/INTLEC.2017.8211672.
12. Аbbasova T. S. Energeticheskaya ehffektivnost sistem ehlektropitaniya dlya vysokoskorostnykh telekommunikatsionnykh sistem. Elektrotekhnicheskie i informatsionnye kompleksy i sistemy. 2009. Vol. 5. No. 2. P. 1–7. [In Russian].
13. Palamar M., Pasternak Y., Palamar A. Doslidzhennia dynamichnykh pokhybok systemy pretsyziinoho keruvannia antenoiu z asynkhronnym elektropryvodom. Visnyk TNTU. 2014. Vol. 76. No. 4. P. 164–173. [In Ukrainian].
14. Palamar A., Karpinskyy M., Vodovozov V. Design and implementation of a digital control and monitoring system for an AC/DC UPS. 7th International Conference-Workshop “Compatibility and Power Electronics” CPE 2011. Tallinn, Estonia. 2011. P. 173–177. URL: https://doi.org/10.1109/CPE.2011.5942227.
15. Palamar A., Karpinskyy M. Control of an Uninterruptible Power Supply in a DC Microgrid System. 10th International Symposium Symposium “Topical Problems in the Field of Electrical and Power Engineering” and “Doctoral School of Energy and Geotechnology II”. Pärnu, Estonia. 2011. P. 80–84.
Content type: Article
Appears in Collections:Вісник ТНТУ, 2020, № 2 (98)



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.