傳統(tǒng)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中,單體電池通過(guò)串并聯(lián)組合來(lái)滿足高壓與大容量的需要,然后與高壓變流器進(jìn)行連接。由于單體電池之間容量、內(nèi)部電阻等參數(shù)存在一定的差異性,在充放電時(shí)不同電池組的可用容量不一致,導(dǎo)致電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體容量利用不充分。而目前大多數(shù)柔性電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中,系統(tǒng)功率全部通過(guò)充放電控制的變流器,造成變流器設(shè)計(jì)功率較大,成本較高。針對(duì)高壓大容量電池直接串并聯(lián)所引起的容量和功率不均衡及充放電控制設(shè)備容量偏大的問(wèn)題,提出了一種利用隔離DC/DC變換器與H橋逆變器進(jìn)行充放電控制的部分功率控制方案。圍繞本文所采用的系統(tǒng)方案對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與工作原理進(jìn)行闡述,并利用功率流向分析了各種工況下系統(tǒng)的容量需求,指出了流過(guò)DC/DC變換器的功率與電池組總輸出功率占比等于電壓差值跟直流母線電壓之比,比值較小,證明了系統(tǒng)充放電控制中只對(duì)部分功率加以控制,就能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)整體大功率運(yùn)行,以小控大,變換器容量得到降低。同時(shí)可以對(duì)各電池組獨(dú)立控制,能夠?qū)崿F(xiàn)電池組的容量均衡與系統(tǒng)充放電控制。并聯(lián)側(cè)利采用全橋移相隔離DC/DC變換器,輸入側(cè)串聯(lián),輸出側(cè)并聯(lián),組成了并聯(lián)均衡電路。采用穩(wěn)壓控制策略,維持輸出電壓穩(wěn)定,并依據(jù)SOC能夠合理分配電池的功率,實(shí)現(xiàn)SOC均衡。進(jìn)行參數(shù)計(jì)算,搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),利用仿真與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。串聯(lián)側(cè)采用單相H橋逆變器組成系統(tǒng)充放電控制電路。整個(gè)電池組額定電壓和直流母線電壓一致,但是SOC不同電池組輸出電壓不同,依據(jù)H橋輸出調(diào)節(jié)電池組與直流母線電壓間的差值實(shí)現(xiàn)充放電控制。采用三環(huán)控制方式,系統(tǒng)總功率中只有較小的一部分流過(guò)H橋,以小控大,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)充放電控制。進(jìn)行參數(shù)計(jì)算,搭建平臺(tái),通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。對(duì)隔離DC/DC變換器和單相H橋逆變器建立了小信號(hào)模型,利用零極點(diǎn)分布圖進(jìn)行了DC/DC變換器的控制參數(shù)設(shè)計(jì)。給出DC/DC變換器并聯(lián)端口的輸出阻抗特性和H橋逆變器的輸入阻抗,利用阻抗比判據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)穩(wěn)定性分析,給出了系統(tǒng)充放電控制時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行的H橋控制參數(shù),并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM91;TP273
【部分圖文】：

邐北京交通大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文邐逡逑ＤＣ／ＤＣ輸出電壓之和，每個(gè)電池模塊的放出或吸收的功率全部通過(guò)ＤＣ／ＤＣ變換逡逑器，ＤＣ／ＤＣ功率容量設(shè)計(jì)較大。該儲(chǔ)能系統(tǒng)可在各種情況下快速收斂各電源模塊逡逑荷電狀態(tài)（ＳＯＣ）；各電源模塊可在線退出系統(tǒng)，且退出并不會(huì)對(duì)母線電壓造成沖擊。逡逑這項(xiàng)研回收后在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用具有參考價(jià)值。逡逑

Ｉ卞卞……十Ｉ邋ＤＣ／ＤＣ邐邐邐逡逑Ｉ邋Ｉ＿Ｉ邐Ｌ－ｕ邋＿邐＋｜邐Ｊ＿，逡逑［）邋／？邋－ｐ邋Ｃ２逡逑ＪＴＺＥ邋ＪＩ￣邐１逡逑Ｊ邋Ｊ邋……卞邋ＤＣ／ＤＣ邐？．邐ｎｒｒ＾＼邐逡逑ｉ邐Ｆｉｎ－；邋７邋＝＝邋Ｃｌ逡逑ｊ邋Ｉ邐１＿Ｊ邐邐邐—逡逑Ｔ邋Ｔ邐Ｔ邋ＤＣ／ＤＣ邋＿，逡逑圖１－３邋ＤＣ／ＤＣ原理圖和梯次電池儲(chǔ)能系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋ＤＣ／ＤＣ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ａｎｄ邋ｃａｓｃａｄｅ邋ｂａｔｔｅｒｙ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｓｔｏｒａｇｅ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑文獻(xiàn)［２６］設(shè)計(jì)了一種基于串并聯(lián)補(bǔ)償電池成組拓?fù)洌酶綦x型雙向ＤＣ／ＤＣ逡逑變換器建立與電池模塊串聯(lián)的受控電壓源以補(bǔ)償整串電池電壓變化，建立與每個(gè)逡逑電池模塊并聯(lián)的受控電流源以實(shí)現(xiàn)ＳＯＣ均衡控制。能夠?qū)崿F(xiàn)電池的充放電控制逡逑和電池模塊之間的荷電狀態(tài)（ｓｔａｔｅ邋ｏｆ邋ｃｈａｒｇｅ，ＳＯＣ）均衡。如圖１－４所示，在工作中逡逑流過(guò)變換器的功率是電池組放出或吸收的一部分，這種方式輸入輸出電壓之間需逡逑求存在差異，變換器輸出范圍大，當(dāng)電池電壓低輸出電壓高，電池電壓高反而輸逡逑出電壓低，系統(tǒng)設(shè)計(jì)功率大于實(shí)際運(yùn)行功率，需要進(jìn)一步改進(jìn)。逡逑—邋＋逡逑

邐北京交通大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文邐逡逑構(gòu)簡(jiǎn)單，直流側(cè)無(wú)變壓環(huán)節(jié)，能耗相對(duì)較低。能夠明顯改善大量單體電池直接串逡逑聯(lián)時(shí)出現(xiàn)的“短板效應(yīng)”，提高電池利用率，保持直流母線的穩(wěn)定。逡逑文獻(xiàn)［２９，３０］采用了將整串電池按照一定的標(biāo)準(zhǔn)分成若干組，再把ＤＣ－ＤＣ變換逡逑器與之結(jié)合組成電池儲(chǔ)能單元，將電池儲(chǔ)能單元串聯(lián)或者并聯(lián)向負(fù)載供電。如圖１－逡逑７所示，這兩種方案分別是儲(chǔ)能單元輸出側(cè)并聯(lián)或串聯(lián)，然后連接負(fù)載，儲(chǔ)能電池逡逑模塊功率全部流過(guò)變換器，這樣的結(jié)構(gòu)使得每個(gè)電池儲(chǔ)能單元充電電流和放電電逡逑流可以單獨(dú)控制，并且可以向負(fù)載提供穩(wěn)定的直流電壓。在運(yùn)行過(guò)程中每個(gè)電池儲(chǔ)逡逑能單元也可因?yàn)楣收蠁为?dú)退出進(jìn)行開(kāi)路測(cè)量和維護(hù)檢修等，以更好的估計(jì)電池模逡逑塊的荷電狀態(tài)ＳＯＣ和健康狀態(tài)（ｓｔａｔｅ邋ｏｆ邋ｈｅａｌｔｈ，ＳＯＨ）。逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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1 宋峻z

本文編號(hào)：2824033