直流微電網(wǎng)多端口變換器的研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-05-16 21:03
相比交流微電網(wǎng),直流微電網(wǎng)消除了多個(gè)DC/AC或AC/DC環(huán)節(jié),不存在同步、無(wú)功功率、頻率控制、肌膚效應(yīng)和諧波等問(wèn)題,為可再生能源和直流負(fù)載提供高效率、高可靠性、低成本的接口,需要的控制更簡(jiǎn)單,可提供更高效的電能質(zhì)量,已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究熱點(diǎn)。多端口變換器作為近年來(lái)出現(xiàn)的新型變換器類型,相較于傳統(tǒng)變換器而言,具有縮小系統(tǒng)體積、減少開(kāi)關(guān)管數(shù)量、提高變換器效率、降低損耗和節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)。本文重點(diǎn)針對(duì)直流微電網(wǎng)中的多端口變換器拓?fù)浼翱刂萍夹g(shù)展開(kāi)研究,主要工作如下:本文對(duì)比分析了直流微電網(wǎng)與交流微電網(wǎng)的特點(diǎn),同時(shí)研究分析現(xiàn)有的多端口變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制技術(shù)。在此基礎(chǔ)上結(jié)合直流微電網(wǎng)的特點(diǎn),重點(diǎn)針對(duì)隔離型多端口變換器進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。由于傳統(tǒng)多端口變換器存在開(kāi)關(guān)管數(shù)量過(guò)多、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功率密度不高等問(wèn)題,本文基于直流微電網(wǎng)研究提出了一種新型的多端口直流變換器,該變換器原邊通過(guò)將雙向Buck/Boost電路和移相全橋變換器的兩個(gè)橋臂開(kāi)關(guān)管進(jìn)行復(fù)用得到兩個(gè)輸入端口,減少了變換器中開(kāi)關(guān)管數(shù)量并提高了功率密度;副邊與同步Buck變換器相結(jié)合構(gòu)成高、低壓兩個(gè)輸出端口,能更好的適配各種用電設(shè)備。接著對(duì)所提變換...
【文章來(lái)源】:西華大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 直流微電網(wǎng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1.3 多端口變換器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1.3.1 多端口變換器的拓?fù)?br> 1.3.2 多端口變換器的控制技術(shù)
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 直流微電網(wǎng)多端口變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究
2.1 變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及原理分析
2.1.1 主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
2.1.2 工作狀態(tài)分析
2.2 開(kāi)關(guān)模態(tài)分析
2.3 變換器特性分析
2.3.1 變換器輸入輸出關(guān)系
2.3.2 ZVS實(shí)現(xiàn)條件
2.4 仿真驗(yàn)證與分析
2.5 本章小結(jié)
3 直流微電網(wǎng)多端口變換器的控制技術(shù)研究
3.1 多端口變換器的控制策略分析
3.1.1 光伏電池系統(tǒng)建模分析
3.1.2 儲(chǔ)能電池系統(tǒng)建模分析
3.2 多端口變換器小信號(hào)建模分析
3.2.1 儲(chǔ)能電池端口建模
3.2.2 光伏輸入端口建模
3.3 仿真實(shí)驗(yàn)及分析
3.3.1 光伏輸入端突變
3.3.2 負(fù)載端功率突變
3.3.3 控制策略切換
3.4 本章小結(jié)
4 樣機(jī)研制與實(shí)驗(yàn)
4.1 元件參數(shù)設(shè)計(jì)
4.1.1 功率變壓器設(shè)計(jì)
4.1.2 開(kāi)關(guān)管與二極管選取
4.1.3 濾波電感的設(shè)計(jì)
4.1.4 隔直電容選取
4.2 硬件電路設(shè)計(jì)
4.2.1 輔助電源電路
4.2.2 電壓采樣電路
4.2.3 電流采樣電路
4.2.4 MOSFET驅(qū)動(dòng)電路
4.2.5 DSP控制電路板
4.3 軟件設(shè)計(jì)
4.3.1 TMS320F2808開(kāi)發(fā)環(huán)境
4.3.2 程序流程圖
4.4 硬件設(shè)計(jì)的結(jié)果及測(cè)試
4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)論文及科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]柔性直流輸電混合仿真平臺(tái)參數(shù)優(yōu)化方法[J]. 張好,樂(lè)健,周謙,周文俊. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(04)
[2]具備高增益的非隔離三端口變換器[J]. 劉俊峰,胡仁俊,曾君. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(03)
[3]一種隔離型三端口雙向LCLC多諧振直流變換器[J]. 李微,王議鋒,韓富強(qiáng),陳博. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(14)
[4]基于下垂控制的直流微網(wǎng)多儲(chǔ)能系統(tǒng)研究[J]. 陳景文,張東,黨宏社. 電氣傳動(dòng). 2018(01)
[5]基于獨(dú)立光儲(chǔ)直流微網(wǎng)能量管理控制的研究[J]. 溫春雪,賈焦心,霍振國(guó). 電力電子技術(shù). 2016(11)
[6]移相全橋ZVS變換器的優(yōu)化及參數(shù)設(shè)計(jì)[J]. 史永勝,劉言新,王喜鋒,周鵬. 電子器件. 2016(03)
[7]雙向全橋DC-DC變換器回流功率優(yōu)化的雙重移相控制[J]. 張勛,王廣柱,商秀娟,王婷. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[8]適用于遠(yuǎn)距離大容量架空線路的LCC-MMC串聯(lián)混合型直流輸電系統(tǒng)[J]. 徐政,王世佳,李寧璨,肖晃慶,江偉. 電網(wǎng)技術(shù). 2016(01)
[9]直流微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 李霞林,郭力,王成山,李運(yùn)帷. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[10]一種用于新能源混合發(fā)電的移相控制三端口DC-DC變流器[J]. 宋鑫,肖建國(guó),牛潔茹,李武華,孫宏偉. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(17)
碩士論文
[1]微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究[D]. 李樂(lè).華北電力大學(xué)(北京) 2011
[2]微網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化的研究[D]. 郭佳歡.華北電力大學(xué)(北京) 2010
[3]PWM加相移控制的雙向DC/DC變換器[D]. 趙川紅.浙江大學(xué) 2003
本文編號(hào):3190396
【文章來(lái)源】:西華大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 直流微電網(wǎng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1.3 多端口變換器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1.3.1 多端口變換器的拓?fù)?br> 1.3.2 多端口變換器的控制技術(shù)
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 直流微電網(wǎng)多端口變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究
2.1 變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及原理分析
2.1.1 主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
2.1.2 工作狀態(tài)分析
2.2 開(kāi)關(guān)模態(tài)分析
2.3 變換器特性分析
2.3.1 變換器輸入輸出關(guān)系
2.3.2 ZVS實(shí)現(xiàn)條件
2.4 仿真驗(yàn)證與分析
2.5 本章小結(jié)
3 直流微電網(wǎng)多端口變換器的控制技術(shù)研究
3.1 多端口變換器的控制策略分析
3.1.1 光伏電池系統(tǒng)建模分析
3.1.2 儲(chǔ)能電池系統(tǒng)建模分析
3.2 多端口變換器小信號(hào)建模分析
3.2.1 儲(chǔ)能電池端口建模
3.2.2 光伏輸入端口建模
3.3 仿真實(shí)驗(yàn)及分析
3.3.1 光伏輸入端突變
3.3.2 負(fù)載端功率突變
3.3.3 控制策略切換
3.4 本章小結(jié)
4 樣機(jī)研制與實(shí)驗(yàn)
4.1 元件參數(shù)設(shè)計(jì)
4.1.1 功率變壓器設(shè)計(jì)
4.1.2 開(kāi)關(guān)管與二極管選取
4.1.3 濾波電感的設(shè)計(jì)
4.1.4 隔直電容選取
4.2 硬件電路設(shè)計(jì)
4.2.1 輔助電源電路
4.2.2 電壓采樣電路
4.2.3 電流采樣電路
4.2.4 MOSFET驅(qū)動(dòng)電路
4.2.5 DSP控制電路板
4.3 軟件設(shè)計(jì)
4.3.1 TMS320F2808開(kāi)發(fā)環(huán)境
4.3.2 程序流程圖
4.4 硬件設(shè)計(jì)的結(jié)果及測(cè)試
4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)論文及科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]柔性直流輸電混合仿真平臺(tái)參數(shù)優(yōu)化方法[J]. 張好,樂(lè)健,周謙,周文俊. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(04)
[2]具備高增益的非隔離三端口變換器[J]. 劉俊峰,胡仁俊,曾君. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(03)
[3]一種隔離型三端口雙向LCLC多諧振直流變換器[J]. 李微,王議鋒,韓富強(qiáng),陳博. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(14)
[4]基于下垂控制的直流微網(wǎng)多儲(chǔ)能系統(tǒng)研究[J]. 陳景文,張東,黨宏社. 電氣傳動(dòng). 2018(01)
[5]基于獨(dú)立光儲(chǔ)直流微網(wǎng)能量管理控制的研究[J]. 溫春雪,賈焦心,霍振國(guó). 電力電子技術(shù). 2016(11)
[6]移相全橋ZVS變換器的優(yōu)化及參數(shù)設(shè)計(jì)[J]. 史永勝,劉言新,王喜鋒,周鵬. 電子器件. 2016(03)
[7]雙向全橋DC-DC變換器回流功率優(yōu)化的雙重移相控制[J]. 張勛,王廣柱,商秀娟,王婷. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[8]適用于遠(yuǎn)距離大容量架空線路的LCC-MMC串聯(lián)混合型直流輸電系統(tǒng)[J]. 徐政,王世佳,李寧璨,肖晃慶,江偉. 電網(wǎng)技術(shù). 2016(01)
[9]直流微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 李霞林,郭力,王成山,李運(yùn)帷. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[10]一種用于新能源混合發(fā)電的移相控制三端口DC-DC變流器[J]. 宋鑫,肖建國(guó),牛潔茹,李武華,孫宏偉. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(17)
碩士論文
[1]微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究[D]. 李樂(lè).華北電力大學(xué)(北京) 2011
[2]微網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化的研究[D]. 郭佳歡.華北電力大學(xué)(北京) 2010
[3]PWM加相移控制的雙向DC/DC變換器[D]. 趙川紅.浙江大學(xué) 2003
本文編號(hào):3190396
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