【摘要】：近年來,隨著微電網(wǎng)的不斷發(fā)展,能夠?qū)崿F(xiàn)功率雙向流動的直流開關(guān)電源可將可再生能源的過剩能量轉(zhuǎn)移到蓄電池,也能在可再生能源不能完全滿足負(fù)荷需求時從電池向負(fù)載提供能量,因此備受關(guān)注。本文圍繞直流開關(guān)電源的硬件拓?fù)溥x擇、優(yōu)化控制等方面,以諧振腔并聯(lián)電感的雙向LLC諧振變換器為對象開展研究工作。本文首先分析了雙向LLC諧振變換器各個工作模態(tài)下的工作原理,基于基波近似法(first harmonic approximation,FHA)建立交流等效模型,求解出電壓增益,并分析了電壓增益的主要影響因素。分析結(jié)果表明,在第一諧振工作點(diǎn)附近,變換器能夠在保證軟開關(guān)工作的前提下,獲得更大的可控增益變化范圍。此外,在眾多影響因素中,電壓增益對品質(zhì)因數(shù)Q和電感系數(shù)k都十分敏感,設(shè)計參數(shù)時應(yīng)該折中考慮。在雙向LLC諧振變換器的硬件設(shè)計方面,根據(jù)直流微網(wǎng)對變換器的指標(biāo)要求,進(jìn)行了諧振腔參數(shù)器件選型和磁性元件設(shè)計。在控制方面,針對雙向LLC諧振變換器采用同步整流控制策略時,在次諧振區(qū)有能量回流的問題,選擇單側(cè)頻率控制方式實現(xiàn)開關(guān)管驅(qū)動。文中搭建了 MATLAB仿真模型進(jìn)行驗證,并研制了一臺1.5kW的實驗樣機(jī)�；诜抡婺Ｐ秃蛯嶒灅訖C(jī),完成了變換器主要參數(shù)的電壓、電流波形和效率的測試,測試結(jié)果表明,本文設(shè)計的雙向LLC諧振變換器可以實現(xiàn)軟開關(guān)運(yùn)行,完成DC400V/DC48V的電能變換,具有合理性和可行性。圖64幅,表6個,參考文獻(xiàn)75篇。
【圖文】：

獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)或并聯(lián)的大規(guī)模電力系統(tǒng)成為一種發(fā)不同區(qū)域不同負(fù)載要求的集中式電力系統(tǒng)相比，電力系統(tǒng)的多樣的分布式發(fā)電機(jī)組（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ邋Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ＤＧ），可以力系統(tǒng)的負(fù)荷壓力，，將可再生能源，如風(fēng)能、太陽能和地?zé)崛欢植际桨l(fā)電的隨機(jī)性、波動性和可變性會對功耗和電不利影響［５］。一種更可靠的、更經(jīng)濟(jì)的微電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。逡逑網(wǎng)是指由分布式電源、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、儲成的小型發(fā)配電系統(tǒng)［６］。交流微電網(wǎng)的控制模式復(fù)雜、電能變大，與政府倡導(dǎo)和民眾追求的可靠、高效和優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量網(wǎng)比較來看，直流微電網(wǎng)有明顯的優(yōu)越性［８Ｈ９］：逡逑）對于很多直流負(fù)載，如電動汽車、航空電池和照明系統(tǒng)等直可減少換流設(shè)備、降低損耗、提高轉(zhuǎn)換效率。逡逑）直流微電網(wǎng)無需考慮無功功率和穩(wěn)定頻率的問題，有更高的）分布式電源系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)控制只需保證電壓穩(wěn)定，確保有功于實現(xiàn)。逡逑邐風(fēng)力發(fā)電逡逑

逡逑直流微電網(wǎng)系統(tǒng)如圖１－１所示，直流負(fù)載功率需求可由可再生能源（例如太逡逑陽能或風(fēng)能）提供，然而每種可再生能源在能量容量和響應(yīng)速度方面也存在不同逡逑的問題，并且很少具有能量存儲功能，因此，直流微電網(wǎng)系統(tǒng)通常需要可充電電逡逑池［１（）］。在直流微電網(wǎng)系統(tǒng)中，來自可再生能源的過剩能量可通過雙向ＤＣ／ＤＣ轉(zhuǎn)逡逑換器作為負(fù)載功率需求轉(zhuǎn)移到電池。相反，如果可再生能源不能完全滿足負(fù)荷需逡逑求，那么雙向ＤＣ／ＤＣ變換器將從電池向負(fù)載提供能量。作為雙向ＤＣ／ＤＣ變換器逡逑中的典型結(jié)構(gòu)，雙向ＬＬＣ諧振式變換器有著重要的研宄價值。逡逑１．２課題研究現(xiàn)狀逡逑１．２．１直流微網(wǎng)儲能架構(gòu)技術(shù)的研究現(xiàn)狀逡逑直流微網(wǎng)的概念是近年來才被提出。目前，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者在此領(lǐng)域?qū)ζ湔瑰义祥_著多方面的研宄
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2691469