近年來世界環(huán)境問題日益嚴(yán)峻,推動(dòng)了可再生能源發(fā)電以及光伏儲(chǔ)能領(lǐng)域不斷發(fā)展。傳統(tǒng)的光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)使用多級變換器,主要存在變換器功率密度低,效率低等問題。本文研究的升壓與雙向降壓變換器（3BC）將光伏端,儲(chǔ)能端以及負(fù)載端集成為一體,實(shí)現(xiàn)了光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤,電池充放電的控制以及負(fù)載電壓的穩(wěn)定,提升了光伏儲(chǔ)能變換器的功率密度,并且該變換器具有模塊化結(jié)構(gòu),擁有功率拓展的能力。對3BC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹,對其工作原理進(jìn)行分析,確定應(yīng)用于3BC拓?fù)涞碾p環(huán)控制結(jié)構(gòu)以及雙域控制策略,對變換器的環(huán)路補(bǔ)償器進(jìn)行設(shè)計(jì)。在雙環(huán)雙域控制的基礎(chǔ)上,對變換器多模塊并聯(lián)穩(wěn)定性的提升進(jìn)行了研究。3BC的MPPT控制域的電流內(nèi)環(huán)相位特性存在中頻段驟減問題,給電壓調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)帶來了困難,并且變換器并聯(lián)數(shù)增加會(huì)導(dǎo)致幅頻曲線上升,使得穿越頻率右移至中頻段,導(dǎo)致控制穩(wěn)定性變差。本文采用了一種自適應(yīng)三環(huán)控制方法,保留原有雙域控制策略,改變雙環(huán)控制結(jié)構(gòu),在電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)之間加入一個(gè)輔助環(huán),當(dāng)工況變化使得內(nèi)環(huán)傳遞函數(shù)造成改變時(shí),輔助環(huán)可以自適應(yīng)地將內(nèi)環(huán)整形,使得電壓調(diào)節(jié)器可以適應(yīng)各類工況。通過時(shí)域和頻域仿真驗(yàn)證了三環(huán)雙域控制方法的... 

【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)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

TAB變換器[15]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-2-文獻(xiàn)[15]采用的應(yīng)用于電動(dòng)汽車儲(chǔ)能領(lǐng)域的TAB變換器如圖1-1所示。儲(chǔ)能電池與超級電容為左側(cè)兩路電源輸入，右側(cè)為負(fù)載，其特點(diǎn)是儲(chǔ)能電池與超級電容各自獨(dú)立或者兩者一起向負(fù)載傳送能量，并且可以實(shí)現(xiàn)能量反向流動(dòng)，利用開關(guān)管的結(jié)電容與變壓器漏感進(jìn)行串聯(lián)諧振，可以實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，具有較高的效率。圖1-1TAB變換器[15]部分隔離型變換器通常是第一個(gè)與第二個(gè)端口之間不隔離，而第三個(gè)端口與前兩個(gè)端口隔離，兩個(gè)不隔離的端口作為電源端口和儲(chǔ)能端口，第三個(gè)端口作為負(fù)載端口，部分隔離型變換器相比完全隔離變換器可以實(shí)現(xiàn)功率器件的復(fù)用，提升了變換器功率密度和效率[16-19]。圖1-2H橋三端口變換器[19]文獻(xiàn)[19]提出了一種適用于寬輸入電壓范圍的H橋三端口變換器（Three-portH-bridgeconverter,HB-TPC）如圖1-2所示，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由H橋變換器轉(zhuǎn)變得到，變壓器原邊激磁電感Lm同時(shí)用作原邊H橋升降壓變換

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-3-器的濾波電感，用于實(shí)現(xiàn)輸入源和蓄電池之間的功率變換，即變換器采用了電感與變壓器復(fù)用的方式。該變換器能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)端口的能量管理，具有輸入源電壓可在寬范圍內(nèi)變化，拓?fù)浜啙嵡壹啥雀�，所有開關(guān)管可以工作在軟開關(guān)狀態(tài)，效率高等優(yōu)點(diǎn)。非隔離型變換器主要采用調(diào)節(jié)開關(guān)管占空比的控制方式來控制每個(gè)端口的能量流動(dòng)，控制環(huán)路各自獨(dú)立方便控制，具有功率密度高，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是沒有變壓器的情況下升壓比較小，適用于各個(gè)端口電壓等級相差不大的場合[20-24]。非隔離變換器主要應(yīng)用于航天電源等對功率密度要求高的場合，航天電源需求高效率，輕量化，占地空間小，需要采取新的技術(shù)或拓?fù)洳粩鄡?yōu)化提升變換器的功率密度，目前主要采取功率器件復(fù)用、磁集成以及軟開關(guān)等方法提升功率密度和效率[25-28]。圖1-3一種三電平三端口變換器[24]文獻(xiàn)[24]提出了一種三電平三端口雙向變換器（Three-LevelThree-portBidirectionalDC-DCConverter,TLTPBC）如圖1-3所示，其中VPV是光伏電池電壓，Vbat是電池電壓，Vo是輸出電壓。兩個(gè)相同的電容器C1和C2串聯(lián)起到輸出濾波的作用，保證能量源源不斷地流向負(fù)載，當(dāng)光伏輸入源缺少能量時(shí)，可以通過雙向電池端口進(jìn)行供能。另外，由于三電平的固有特性，半導(dǎo)體開關(guān)管的最大電壓應(yīng)力只有輸出電壓的一半，使得變換器更容易應(yīng)用于中高壓場合，降低電壓應(yīng)力的同時(shí)降低了器件成本并提升了效率。文獻(xiàn)[25]提出了一種新型的軟開關(guān)非隔離變換器，如圖1-4所示。該變換器具有輸入電源的單向功率端口和儲(chǔ)能電源的雙向功率端口的結(jié)構(gòu)。變換器中使用的開關(guān)管都工作在零電壓開關(guān)狀態(tài)（ZVS），因此開關(guān)損耗顯著降

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]有移動(dòng)云陰影遮蔽的光伏陣列模型及MPPT算法研究[D]. 滕哲銘.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號：3625162