光儲(chǔ)發(fā)電系統(tǒng)三端口DC/DC變換器硬解耦與控制方法研究
發(fā)布時(shí)間:2022-08-12 11:01
隨著化石能源的不斷消耗與全球環(huán)境問題的日益加劇,使用清潔能源替代傳統(tǒng)化石燃料發(fā)電的需求不斷增長,以微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為載體的分布式發(fā)電技術(shù)為可再生能源的充分利用提供了有力支持,顯示出巨大的應(yīng)用潛力。其中,獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種不與電網(wǎng)直接連接的發(fā)電組網(wǎng)方式,針對(duì)此類包含儲(chǔ)能裝置的新能源發(fā)電系統(tǒng),學(xué)術(shù)界提出了能夠整合多個(gè)系統(tǒng)單元的三端口變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),與傳統(tǒng)新能源結(jié)構(gòu)相比具有變換效率高、可靠性好、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。本文以獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)為研究背景,對(duì)移相橋式三端口變換器的拓?fù)涔ぷ髟砗陀步怦罘椒ㄟM(jìn)行深入分析與研究。首先,通過建立變換器的Y形與?形等效模型,推導(dǎo)端口間的功率傳輸關(guān)系表達(dá)式,并利用基波等效分析法,建立變換器的小信號(hào)擾動(dòng)模型。在此基礎(chǔ)上,分析系統(tǒng)控制變量間的耦合關(guān)系,給出變換器各有源橋開關(guān)管的軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)條件和范圍。其次,研究基于串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)的三端口變換器硬解耦方法。根據(jù)拓?fù)涞刃P秃椭C振工作原理對(duì)解耦后變換器的功率傳輸模型進(jìn)行推導(dǎo),分析解耦網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制系統(tǒng)非線性特性的抑制作用。給出單周期內(nèi)變換器的工作模態(tài)和軟開關(guān)特性,為發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立控制環(huán)路的設(shè)計(jì)和諧振參數(shù)的選取提供有效依據(jù)。在搭建三端...
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 光伏發(fā)電應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3 三端口變換器研究現(xiàn)狀
1.3.1 三端口變換器拓?fù)?br> 1.3.2 三端口變換器控制方式
1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 全橋三端口變換器拓?fù)渑c原理分析
2.1 引言
2.2 全橋三端口變換器拓?fù)?br> 2.3 穩(wěn)態(tài)模型分析
2.3.1 變換器交流等效模型
2.3.2 變換器功率傳輸關(guān)系
2.4 軟開關(guān)特性分析
2.5 小信號(hào)模型分析與對(duì)角矩陣法解耦
2.6 拓?fù)浞抡骝?yàn)證
2.7 本章小結(jié)
第3章 三端口變換器硬解耦方法研究
3.1 引言
3.2 三端口變換器硬解耦拓?fù)?br> 3.3 硬解耦拓?fù)浞(wěn)態(tài)模型分析
3.4 工作模態(tài)分析
3.5 小信號(hào)模型分析
3.6 拓?fù)浞抡骝?yàn)證
3.7 本章小結(jié)
第4章 光伏-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)控制策略
4.1 引言
4.2 光伏電池模型與MPPT控制算法
4.2.1 光伏電池輸出特性
4.2.2 光伏發(fā)電MPPT控制方法
4.3 基于并行競爭的發(fā)電系統(tǒng)控制策略
4.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行分析與容量配置
4.4.1 系統(tǒng)工作模式分析
4.4.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)容量配置
4.5 控制策略仿真驗(yàn)證
4.5.1 光伏MPPT算法實(shí)現(xiàn)
4.5.2 蓄電池達(dá)充電上限電壓
4.5.3 蓄電池達(dá)最大充電電流
4.6 本章小結(jié)
第5章 光儲(chǔ)發(fā)電系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.1 引言
5.2 三端口變換器硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)
5.3 硬件電路設(shè)計(jì)
5.3.1 主電路設(shè)計(jì)
5.3.2 電壓采樣電路設(shè)計(jì)
5.3.3 電流采樣電路設(shè)計(jì)
5.3.4 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
5.3.5 主變壓器設(shè)計(jì)
5.3.6 功率電感設(shè)計(jì)
5.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.4.1 控制器主程序
5.4.2 啟動(dòng)過渡子程序
5.4.3 采樣中斷子程序
5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.5.1 硬解耦拓?fù)浞(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.5.2 系統(tǒng)控制策略實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
本文編號(hào):3675757
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 光伏發(fā)電應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3 三端口變換器研究現(xiàn)狀
1.3.1 三端口變換器拓?fù)?br> 1.3.2 三端口變換器控制方式
1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 全橋三端口變換器拓?fù)渑c原理分析
2.1 引言
2.2 全橋三端口變換器拓?fù)?br> 2.3 穩(wěn)態(tài)模型分析
2.3.1 變換器交流等效模型
2.3.2 變換器功率傳輸關(guān)系
2.4 軟開關(guān)特性分析
2.5 小信號(hào)模型分析與對(duì)角矩陣法解耦
2.6 拓?fù)浞抡骝?yàn)證
2.7 本章小結(jié)
第3章 三端口變換器硬解耦方法研究
3.1 引言
3.2 三端口變換器硬解耦拓?fù)?br> 3.3 硬解耦拓?fù)浞(wěn)態(tài)模型分析
3.4 工作模態(tài)分析
3.5 小信號(hào)模型分析
3.6 拓?fù)浞抡骝?yàn)證
3.7 本章小結(jié)
第4章 光伏-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)控制策略
4.1 引言
4.2 光伏電池模型與MPPT控制算法
4.2.1 光伏電池輸出特性
4.2.2 光伏發(fā)電MPPT控制方法
4.3 基于并行競爭的發(fā)電系統(tǒng)控制策略
4.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行分析與容量配置
4.4.1 系統(tǒng)工作模式分析
4.4.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)容量配置
4.5 控制策略仿真驗(yàn)證
4.5.1 光伏MPPT算法實(shí)現(xiàn)
4.5.2 蓄電池達(dá)充電上限電壓
4.5.3 蓄電池達(dá)最大充電電流
4.6 本章小結(jié)
第5章 光儲(chǔ)發(fā)電系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.1 引言
5.2 三端口變換器硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)
5.3 硬件電路設(shè)計(jì)
5.3.1 主電路設(shè)計(jì)
5.3.2 電壓采樣電路設(shè)計(jì)
5.3.3 電流采樣電路設(shè)計(jì)
5.3.4 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
5.3.5 主變壓器設(shè)計(jì)
5.3.6 功率電感設(shè)計(jì)
5.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.4.1 控制器主程序
5.4.2 啟動(dòng)過渡子程序
5.4.3 采樣中斷子程序
5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.5.1 硬解耦拓?fù)浞(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.5.2 系統(tǒng)控制策略實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
本文編號(hào):3675757
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