發(fā)布時間：2022-08-08 13:13

　　隨著我國城市化進(jìn)程不斷加快,城市軌道交通以其特有的運(yùn)量大、能耗低以及安全性高等優(yōu)點(diǎn),相比于其他交通方式得到了迅速的發(fā)展。儲能技術(shù)作為城市軌道交通系統(tǒng)中提升能量利用率、改善直流電網(wǎng)電能質(zhì)量的有效措施,受到了廣泛的關(guān)注。超級電容是一種具有高功率密度、低污染和長循環(huán)使用壽命的儲能元件,由其構(gòu)成的儲能系統(tǒng)在城市軌道交通系統(tǒng)中有著獨(dú)特的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。為了提升超級電容儲能系統(tǒng)在1500V城市軌道交通直流電網(wǎng)中的適用性,本文以模塊化超級電容儲能系統(tǒng)為研究對象,對功率變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、功率變換和能量均衡一體化控制等核心技術(shù)展開深入的探討與研究。從儲能系統(tǒng)在工程應(yīng)用中存在的問題入手,深入原理分析,提出關(guān)鍵技術(shù),旨在尋求解決方案。首先,開展了儲能系統(tǒng)雙向功率變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究工作。對1500V城市軌道交通直流電網(wǎng)的電壓進(jìn)行了在線測試,分析了在線運(yùn)行車輛工況對直流供電網(wǎng)壓的擾動情況,明確了超級電容儲能系統(tǒng)在直流供電線路中的使用要求。為了解決直流供電網(wǎng)壓突變造成傳統(tǒng)模塊化多電平直流變換器（Modular Multilevel DC/DC Converter,MMDDC）過流和超級電容儲能裝置啟動時的預(yù)充... 

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 超級電容儲能系統(tǒng)構(gòu)成及其發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成及工作方式
        1.2.2 應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 儲能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展概況
        1.3.1 雙向功率變換器發(fā)展概況
        1.3.2 儲能系統(tǒng)能量均衡控制技術(shù)
        1.3.3 功率變換器故障檢測及容錯控制技術(shù)
        1.3.4 電能質(zhì)量優(yōu)化控制技術(shù)
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
第2章 用于超級電容儲能系統(tǒng)的組合型MMDDC
    2.1 引言
    2.2 直流電網(wǎng)電壓波動分析
    2.3 模塊化多電平直流變換器建模分析
        2.3.1 基本工作原理
        2.3.2 電流特性分析
        2.3.3 雙向能量流動分析
    2.4 組合型模塊化多電平雙向直流變換器
        2.4.1 組合型MMDDC工作原理
        2.4.2 儲能模式下組合型MMDDC穩(wěn)定性分析
        2.4.3 開關(guān)器件電氣應(yīng)力分析
        2.4.4 組合型MMDDC控制策略
    2.5 實驗驗證
    2.6 本章小結(jié)
第3章 模塊化儲能系統(tǒng)一體化能量均衡控制策略
    3.1 引言
    3.2 模塊化儲能系統(tǒng)SOC動態(tài)均衡控制原理
        3.2.1 超級電容電路模型
        3.2.2 超級電容模組SOC在線估計
        3.2.3 動態(tài)均衡原理
    3.3 基于平均SOC的組間均衡控制策略
        3.3.1 平均SOC均衡控制策略原理
        3.3.2 平均SOC均衡控制策略穩(wěn)態(tài)分析
        3.3.3 子模組數(shù)量對均衡控制策略的影響分析
        3.3.4 實驗驗證
    3.4 主動SOC均衡控制策略
        3.4.1 主動SOC均衡控制策略原理
        3.4.2 系統(tǒng)電流特性及電流補(bǔ)償分析
        3.4.3 系統(tǒng)電流環(huán)帶寬分析
        3.4.4 主動均衡控制策略穩(wěn)定性分析
        3.4.5 實驗驗證
    3.5 分布式SOC均衡控制策略
        3.5.1 分布式SOC均衡控制策略原理
        3.5.2 系統(tǒng)電流特性及最優(yōu)均衡參數(shù)分析
        3.5.3 分布式SOC均衡策略穩(wěn)定性分析
        3.5.4 實驗驗證
    3.6 本章小結(jié)
第4章 子模組開路故障診斷及冗余控制策略
    4.1 引言
    4.2 基于布爾函數(shù)的子模組開路故障快速診斷方法
        4.2.1 布爾函數(shù)簡介
        4.2.2 開路故障診斷原理
        4.2.3 開路故障診斷方法
        4.2.4 采樣電阻精度對診斷方法影響分析
    4.3 基于冷備份子模組的冗余控制策略
        4.3.1 冷備份與熱備份冗余策略分析
        4.3.2 冷備份子模組預(yù)切換控制策略
        4.3.3 子模組開路故障穿越方法
    4.4 實驗驗證
        4.4.1 開路故障診斷實驗結(jié)果
        4.4.2 冗余切換實驗結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
第5章 模塊化儲能系統(tǒng)動態(tài)性能提升與二次紋波抑制
    5.1 引言
    5.2 直流電網(wǎng)電能質(zhì)量對儲能系統(tǒng)影響分析
        5.2.1 交流負(fù)載對直流電網(wǎng)電能質(zhì)量影響
        5.2.2 直流網(wǎng)壓波動對儲能系統(tǒng)影響
    5.3 基于線性ESO的負(fù)載電流前饋控制策略
        5.3.1 負(fù)載電流線性ESO設(shè)計
        5.3.2 線性ESO頻帶及濾波性能分析
        5.3.3 負(fù)載電流前饋補(bǔ)償
    5.4 基于虛擬阻抗的二次紋波電流抑制策略
        5.4.1 電感支路虛擬阻抗分析
        5.4.2 動態(tài)響應(yīng)分析
        5.4.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
    5.5 實驗驗證
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3671571