儲(chǔ)能電池應(yīng)用日益廣泛,其通常需要外部變換器來(lái)進(jìn)行所需交、直流電能的變換。模塊化多電平變換器（MMC）具有結(jié)構(gòu)靈活和有交、直流兩個(gè)輸出端口的特點(diǎn),已在工程中廣泛應(yīng)用。本文根據(jù)MMC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將電池模塊集成到單相MMC多電平拓?fù)渲?并提出適用于此結(jié)構(gòu)的控制算法,來(lái)實(shí)現(xiàn)MMC交直流功率控制以及電池之間的均衡。為改善現(xiàn)有電池儲(chǔ)能系統(tǒng)需要多種管理裝置以及擴(kuò)展性差的問(wèn)題,本文先介紹所提的基于電池能量控制的模塊化多電平電池儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的電池電力電子變換器以及SOC主動(dòng)均衡結(jié)構(gòu)相比,本MMC多電平電池儲(chǔ)能系統(tǒng)同時(shí)具有交、直流輸出以及電池SOC均衡的功能,有一定的結(jié)構(gòu)新意和應(yīng)用空間。為了實(shí)現(xiàn)上述MMC電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的功能,本文建立了MMC電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。分析了兩種載波移相調(diào)制法對(duì)系統(tǒng)交直流輸出的影響,考察了系統(tǒng)多端功率轉(zhuǎn)換關(guān)系,通過(guò)對(duì)交直流環(huán)流進(jìn)行建模分析,設(shè)計(jì)了交直流電流并網(wǎng)控制方案,驗(yàn)證了系統(tǒng)穩(wěn)定性。針對(duì)電池均衡的實(shí)際應(yīng)用要求,提出了一種跟蹤電流的均衡策略。通過(guò)加入電流方向跟蹤算子,修正單個(gè)電池模塊的直流電壓給定,可在不影響交直流輸出的前提下,對(duì)電池SOC進(jìn)行均衡。即使在有功功率... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 課題研究的目的及意義
        1.2.1 電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的技術(shù)要求
        1.2.2 模塊化多電平結(jié)構(gòu)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用
    1.3 電池儲(chǔ)能系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 單級(jí)式與兩級(jí)式儲(chǔ)能變換系統(tǒng)
        1.3.2 級(jí)聯(lián)H橋多電平換流器
        1.3.3 模塊化多電平換流器
        1.3.4 電池荷電狀況均衡技術(shù)
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 MMC電池儲(chǔ)能系統(tǒng)工作原理
    2.1 引言
    2.2 模塊化多電平儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與模型
        2.2.1 MMC電池儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.2.2 SM模塊工作模式分析
        2.2.3 MMC單相等效模型
    2.3 儲(chǔ)能功率轉(zhuǎn)換關(guān)系
    2.4 MMC調(diào)制方式
        2.4.1 載波移相調(diào)制方式
        2.4.2 載波移相調(diào)制下系統(tǒng)電壓分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 MMC電池儲(chǔ)能系統(tǒng)能量控制策略
    3.1 引言
    3.2 MMC電池儲(chǔ)能系統(tǒng)環(huán)流模型
        3.2.1 直流端等效模型
        3.2.2 交流端等效模型
    3.3 交直流端功率控制策略
        3.3.1 直流端功率控制
        3.3.2 交流并網(wǎng)功率控制
    3.4 MMC電池儲(chǔ)能系統(tǒng)能量控制仿真及分析
        3.4.1 MMC電池儲(chǔ)能系統(tǒng)模型搭建
        3.4.2 MMC電池儲(chǔ)能系穩(wěn)態(tài)仿真
        3.4.3 MMC電池儲(chǔ)能系動(dòng)態(tài)仿真
    3.5 本章小結(jié)
第4章 電池模塊SOC均衡控制策略
    4.1 引言
    4.2 電池建模
        4.2.1 電池模型分類
        4.2.2 基于內(nèi)阻理論的電池模型
    4.3 SOC均衡控制策略
        4.3.1 MMC穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)電池電量變化分析
        4.3.2 電池SOC均衡算法設(shè)計(jì)
        4.3.3 電池SOC調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)
        4.3.4 加入均衡控制后電池電量變化分析
    4.4 電池均衡仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 MMC電池儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 引言
    5.2 硬件電路設(shè)計(jì)
        5.2.1 主電路搭建
        5.2.2 輔助電路設(shè)計(jì)
    5.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.3.1 系統(tǒng)流程
        5.3.2 載波移相PWM產(chǎn)生
        5.3.3 PI控制子程序
        5.3.4 IIR濾波器設(shè)計(jì)
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.4.1 兩種載波移相調(diào)制效果驗(yàn)證
        5.4.2 模塊化多電平系統(tǒng)兩端口能量控制動(dòng)態(tài)驗(yàn)證
        5.4.3 電池SOC均衡控制驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]模塊化多電平換流器橋臂電抗器參數(shù)設(shè)計(jì)方法[J]. 趙成勇,胡靜,翟曉萌,謝敏華,高陽(yáng).  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2013(15)
[2]可再生能源發(fā)電中的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)綜述[J]. 丁明,陳忠,蘇建徽,陳中,吳建鋒,朱承治.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2013(01)
[3]模塊組合多電平變換器的研究綜述[J]. 楊曉峰,林智欽,鄭瓊林,游小杰.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(06)
[4]單相電流型逆變器的d-q控制及仿真研究[J]. 茆美琴,喻莉,徐斌,黃榮賡.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2011(12)
[5]模塊化多電平換流器型直流輸電內(nèi)部環(huán)流機(jī)理分析[J]. 屠卿瑞,徐政,鄭翔,管敏淵.  高電壓技術(shù). 2010(02)
[6]模塊化多電平換流器型直流輸電的調(diào)制策略[J]. 管敏淵,徐政,屠卿瑞,潘偉勇.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2010(02)
[7]多電平逆變器載波調(diào)制與空間矢量調(diào)制的等效關(guān)系[J]. 宋強(qiáng),劉文華,陳遠(yuǎn)華.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2004(19)

博士論文
[1]模塊組合多電平變換器（MMC）研究[D]. 楊曉峰.北京交通大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于改進(jìn)單粒子模型的鋰離子電池參數(shù)獲取與老化分析[D]. 鄭君.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：2950222