蓄電池儲(chǔ)能雙向DC/DC變換器研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-17 02:32
雙向DC/DC變換器能夠使儲(chǔ)能系統(tǒng)適應(yīng)蓄電池的寬電壓范圍運(yùn)行并對(duì)電池進(jìn)行充放電管理,是蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),具有一定理論研究意義和良好的工程應(yīng)用前景。本文以蓄電池儲(chǔ)能雙向DC/DC變換器為研究對(duì)象,從變換器主電路、數(shù)學(xué)模型、充放電控制策略和功率分配等方面進(jìn)行研究。傳統(tǒng)Buck/Boost變換器存在電流紋波系數(shù)大、濾波元件大等缺點(diǎn)。為了克服以上缺點(diǎn),本文將三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器應(yīng)用到儲(chǔ)能系統(tǒng)中,并研究變換器的工作模式,設(shè)計(jì)主電路參數(shù),分析變換器的工作性能。通過(guò)理論和仿真研究分析在電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器相比于對(duì)傳統(tǒng)Buck/Boost變換器的優(yōu)勢(shì)。建立三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器的數(shù)學(xué)模型,并分析三相橋臂電感電流的耦合關(guān)系,證明了三相電流間存在耦合,但其耦合程度較弱,控制方案中無(wú)需加入去耦環(huán)節(jié)。對(duì)變換器在充放電狀態(tài)下的控制策略進(jìn)行研究,使變換器工作在Boost模式下時(shí)在穩(wěn)定直流母線電壓的基礎(chǔ)上控制蓄電池組跟蹤負(fù)荷功率放電,變換器工作在Buck模式下時(shí)控制蓄電池組進(jìn)行恒流恒壓兩階段充電。針對(duì)大功率等級(jí)下多個(gè)由蓄電池組和DC/DC變換器組成的儲(chǔ)能模塊...
【文章來(lái)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(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 雙向DC/DC變換器拓?fù)溲芯楷F(xiàn)狀
1.2.2 雙向DC/DC變換器的控制模式研究現(xiàn)狀
1.2.3 蓄電池充電技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.4 多組雙向DC/DC變換器的功率分配方法研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 雙向DC/DC變換器主電路設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器主電路及工作模式分析
2.2.1 Boost方向的工作模式分析
2.2.2 Buck方向的工作模式分析
2.3 三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器的主要元件參數(shù)設(shè)計(jì)
2.4 三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器工作性能分析
2.5 仿真分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 雙向DC/DC變換器的建模與控制
3.1 引言
3.2 三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器數(shù)學(xué)模型的建立
3.2.1 Boost模式三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器小信號(hào)模型建立
3.2.2 Buck模式三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器小信號(hào)模型建立
3.3 變換器的三相橋臂電感電流耦合關(guān)系分析
3.3.1 Boost模式下三相橋臂電感電流耦合關(guān)系分析
3.3.2 Buck模式下三相橋臂電感電流耦合關(guān)系分析
3.4 三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器的控制策略
3.4.1 Boost模式下變換器的控制策略
3.4.2 Buck模式下變換器的控制策略
3.5 仿真分析
3.5.1 Boost模式仿真分析
3.5.2 Buck模式仿真分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 改進(jìn)的多組雙向DC/DC變換器的功率分配方法
4.1 引言
4.2 基于荷電狀態(tài)冪次方的放電功率分配控制策略
4.3 基于荷電狀態(tài)冪次方的充電功率分配控制策略
4.4 充放電切換過(guò)程的功率分配控制策略
4.5 仿真分析
4.5.1 放電功率分配控制策略仿真
4.5.2 充電功率分配控制策略仿真
4.5.3 充放電切換過(guò)程的功率分配控制策略仿真
4.6 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]一種基于三端口變換器的航天器分布式供電系統(tǒng)[J]. 張君君,吳紅飛,葛紅娟,曹鋒,邢巖. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(24)
[2]考慮電池儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電狀態(tài)的有功功率協(xié)調(diào)控制[J]. 唐芬,姜久春,吳丹,周?chē)[,Josep M.GUERRERO. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2015(22)
[3]級(jí)聯(lián)儲(chǔ)能變換器直流鏈紋波電流的抑制策略[J]. 丁明,陳中,程旭東. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]平均電流控制的Boost PFC變換器最?lèi)毫觽鲗?dǎo)EMI頻譜分析[J]. 季清,阮新波,謝立宏,葉志紅. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(06)
[5]平均電流控制型移相全橋DC-DC變換器輸出阻抗及控制環(huán)路優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 陳軼涵,韋徵,龔春英. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(04)
[6]儲(chǔ)能型風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)的釩電池并聯(lián)運(yùn)行控制方法[J]. 郭旭東,葛寶明,畢大強(qiáng),楊歆玉. 電工電能新技術(shù). 2013(02)
[7]鋰離子動(dòng)力電池大電流脈沖充電特性研究[J]. 馬進(jìn)紅,王正仕,蘇秀蓉. 電源學(xué)報(bào). 2013(01)
[8]用于風(fēng)電功率平抑的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 于芃,周瑋,孫輝,郭磊,孫福壽,隋永正. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(17)
[9]峰值電流控制二次型Boost變換器[J]. 楊平,許建平,張士宇,王金平. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(05)
[10]基于互補(bǔ)PWM控制的Buck/Boost雙向變換器在超級(jí)電容器儲(chǔ)能中的應(yīng)用[J]. 張國(guó)駒,唐西勝,周龍,齊智平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(06)
博士論文
[1]大功率雙向DC-DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其分析理論研究[D]. 許海平.中國(guó)科學(xué)院研究生院(電工研究所) 2005
碩士論文
[1]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)太陽(yáng)能電源管理電路設(shè)計(jì)[D]. 王大美.吉林大學(xué) 2014
[2]UPS系統(tǒng)中蓄電池充電的研究[D]. 鄧春花.華中科技大學(xué) 2008
[3]潛艇蓄電池分級(jí)恒流充電控制系統(tǒng)的研究[D]. 黃曉輝.華中科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3142643
【文章來(lái)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(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 雙向DC/DC變換器拓?fù)溲芯楷F(xiàn)狀
1.2.2 雙向DC/DC變換器的控制模式研究現(xiàn)狀
1.2.3 蓄電池充電技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.4 多組雙向DC/DC變換器的功率分配方法研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 雙向DC/DC變換器主電路設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器主電路及工作模式分析
2.2.1 Boost方向的工作模式分析
2.2.2 Buck方向的工作模式分析
2.3 三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器的主要元件參數(shù)設(shè)計(jì)
2.4 三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器工作性能分析
2.5 仿真分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 雙向DC/DC變換器的建模與控制
3.1 引言
3.2 三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器數(shù)學(xué)模型的建立
3.2.1 Boost模式三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器小信號(hào)模型建立
3.2.2 Buck模式三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器小信號(hào)模型建立
3.3 變換器的三相橋臂電感電流耦合關(guān)系分析
3.3.1 Boost模式下三相橋臂電感電流耦合關(guān)系分析
3.3.2 Buck模式下三相橋臂電感電流耦合關(guān)系分析
3.4 三相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器的控制策略
3.4.1 Boost模式下變換器的控制策略
3.4.2 Buck模式下變換器的控制策略
3.5 仿真分析
3.5.1 Boost模式仿真分析
3.5.2 Buck模式仿真分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 改進(jìn)的多組雙向DC/DC變換器的功率分配方法
4.1 引言
4.2 基于荷電狀態(tài)冪次方的放電功率分配控制策略
4.3 基于荷電狀態(tài)冪次方的充電功率分配控制策略
4.4 充放電切換過(guò)程的功率分配控制策略
4.5 仿真分析
4.5.1 放電功率分配控制策略仿真
4.5.2 充電功率分配控制策略仿真
4.5.3 充放電切換過(guò)程的功率分配控制策略仿真
4.6 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]一種基于三端口變換器的航天器分布式供電系統(tǒng)[J]. 張君君,吳紅飛,葛紅娟,曹鋒,邢巖. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(24)
[2]考慮電池儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電狀態(tài)的有功功率協(xié)調(diào)控制[J]. 唐芬,姜久春,吳丹,周?chē)[,Josep M.GUERRERO. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2015(22)
[3]級(jí)聯(lián)儲(chǔ)能變換器直流鏈紋波電流的抑制策略[J]. 丁明,陳中,程旭東. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]平均電流控制的Boost PFC變換器最?lèi)毫觽鲗?dǎo)EMI頻譜分析[J]. 季清,阮新波,謝立宏,葉志紅. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(06)
[5]平均電流控制型移相全橋DC-DC變換器輸出阻抗及控制環(huán)路優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 陳軼涵,韋徵,龔春英. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(04)
[6]儲(chǔ)能型風(fēng)電場(chǎng)系統(tǒng)的釩電池并聯(lián)運(yùn)行控制方法[J]. 郭旭東,葛寶明,畢大強(qiáng),楊歆玉. 電工電能新技術(shù). 2013(02)
[7]鋰離子動(dòng)力電池大電流脈沖充電特性研究[J]. 馬進(jìn)紅,王正仕,蘇秀蓉. 電源學(xué)報(bào). 2013(01)
[8]用于風(fēng)電功率平抑的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 于芃,周瑋,孫輝,郭磊,孫福壽,隋永正. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(17)
[9]峰值電流控制二次型Boost變換器[J]. 楊平,許建平,張士宇,王金平. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(05)
[10]基于互補(bǔ)PWM控制的Buck/Boost雙向變換器在超級(jí)電容器儲(chǔ)能中的應(yīng)用[J]. 張國(guó)駒,唐西勝,周龍,齊智平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(06)
博士論文
[1]大功率雙向DC-DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其分析理論研究[D]. 許海平.中國(guó)科學(xué)院研究生院(電工研究所) 2005
碩士論文
[1]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)太陽(yáng)能電源管理電路設(shè)計(jì)[D]. 王大美.吉林大學(xué) 2014
[2]UPS系統(tǒng)中蓄電池充電的研究[D]. 鄧春花.華中科技大學(xué) 2008
[3]潛艇蓄電池分級(jí)恒流充電控制系統(tǒng)的研究[D]. 黃曉輝.華中科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3142643
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3142643.html
最近更新
教材專著