發(fā)布時間：2020-12-31 20:22

　　隨著能源與環(huán)保問題愈發(fā)受到重視,大力發(fā)展綠色能源成為必然趨勢。家庭能源路由器有利于對可再生能源的充分合理利用,而混合儲能系統(tǒng)能夠使家庭能源路由器維持高效穩(wěn)定運行。因此,對混合儲能系統(tǒng)功率變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制方法及功率分配策略等相關(guān)問題的研究具有重要意義。本文將在家庭能源路由器的應(yīng)用背景下,設(shè)計應(yīng)用于混合儲能系統(tǒng)的功率變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并設(shè)計其控制方法,實現(xiàn)閉環(huán)控制,且在此基礎(chǔ)上設(shè)計混合儲能系統(tǒng)功率分配策略。首先,研究一種交錯并聯(lián)電流型三有源橋功率變換器,詳細(xì)分析其工作原理,并且定量分析其功率傳輸關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,研究該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的硬件解耦方法,解除控制變量間的耦合關(guān)系,為進(jìn)一步進(jìn)行移相控制奠定基礎(chǔ),并通過仿真實驗進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的驗證。其次,研究基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑�？刂频慕诲e并聯(lián)電流型三有源橋功率變換器控制方法。針對交錯并聯(lián)電流型雙有源橋的動態(tài)性能,進(jìn)行滑�？刂频难芯�,通過遺傳算法對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化,并通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對滑�？刂茀�(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),從而改善變換器的穩(wěn)態(tài)性能。結(jié)合三端口功率變換器解耦方法,將該控制方法拓展至三有源橋的情形,并通過仿真實驗對控制方法進(jìn)行驗證。然后,在上述功率變換器及其控制方法的研... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

占空比、移相角與傳輸功率關(guān)系曲面

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-20-如圖2-10所示，為不同移相角下，端口#1和端口#2的高頻交流方波。圖2-10（a）為移相角為1.5μs的情況，對應(yīng)接入的負(fù)載為1000W，圖2-10（b）為移相角為1μs的情況，對應(yīng)接入的負(fù)載為800W。如圖2-11所示，為不同移相角下，端口#1和端口#2的漏感電流波形。（a）移相角為1.5μs時（b）移相角為1μs時圖2-10不同移相角下的高頻交流方波（a）移相角為1.5μs時（b）移相角為1μs時圖2-11不同移相角下的漏感電流由仿真結(jié)果可以看出，變壓器端口高頻交流方波間的移相角作用于漏感，產(chǎn)生漏感電流，并由此在端口間傳遞能量。當(dāng)移相角增大時，漏感電流隨之增大，傳輸功率也得以提升。根據(jù)實驗結(jié)果，交錯并聯(lián)CF-TAB功率變換器利用移相角傳遞能量的工作原理得到驗證。2.4.2交錯并聯(lián)仿真分析設(shè)定參數(shù)為：端口電壓Vb=48V，VC2=360V，電感L1=11μH，L2=33μH，開關(guān)管占空比D=0.6，開關(guān)頻率f=100kHz。如圖2-12所示為占空比D=0.6時，蓄電池電流ib與交錯并聯(lián)電感電流iLb1、iLb2的波形。由于同一橋臂的開關(guān)管互補導(dǎo)通，交錯并聯(lián)電感電流iLb1、iLb2的波形0.3999950.4000000.400005t/s-1000100vAB/V0.3999950.4000000.400005t/s-400-2000200400vCD/V0.3999950.4000000.400005t/s-10001000.3999950.4000000.400005t/s-400-2000200400it/V袋it/V

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-21-同樣互補，與普通的電流源型功率變換器相比，減小了蓄電池輸出電流紋波。按照所設(shè)定的工作條件，負(fù)載為1kW時，蓄電池電流的平均值為20.83A，由圖可知電流紋波為0.862A，紋波為平均值的4.14%，保持在很低水平。通過波形以及對紋波的計算，可以看出交錯并聯(lián)電感的作用下，輸入電流紋波可以保持在較低水平，說明交錯并聯(lián)結(jié)構(gòu)可以有效降低電流紋波。圖2-12蓄電池電流與交錯并聯(lián)電感電流2.5本章小結(jié)本章針對應(yīng)用于家庭能源路由器的混合儲能系統(tǒng)功率變換器相關(guān)問題展開了深入研究。首先，考慮混合儲能系統(tǒng)對功率變換器安全性能、蓄電池保護(hù)性能以及易擴展性等方面的需求，設(shè)計了一種基于交錯并聯(lián)CF-TAB電路的三端口混合儲能系統(tǒng)功率變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)淠軌驅(qū)崿F(xiàn)低壓端口與高壓端口間的電氣隔離，并能保證輸入電流連續(xù)，且具有輸入電流紋波孝輸入電壓范圍廣以及易于擴展等優(yōu)點；其次，針對功率變換器工作過程與工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析，并設(shè)計了一種硬件解耦策略，解除端口間傳輸功率與移相角的耦合關(guān)系，實現(xiàn)通過單個移相角控制端口間的傳輸功率，使交錯并聯(lián)CF-TAB功率變換器易于實現(xiàn)移相控制，為后續(xù)的控制方法設(shè)計奠定基礎(chǔ)；最后，采用MATLAB/Simulink搭建仿真模型，通過仿真實驗，驗證了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的有效性以及理論分析的正確性。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：2950254