發(fā)布時(shí)間：2017-06-18 20:19

  本文關(guān)鍵詞：釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)雙向變流器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展帶來了能源的大量消耗,能源危機(jī)和環(huán)境污染日益嚴(yán)重,新能源的開發(fā)和大規(guī)模的應(yīng)用已成為全球能源應(yīng)用的必然趨勢(shì)。新能源發(fā)電具有能量密度低、不穩(wěn)定性和隨機(jī)性等缺點(diǎn),儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展,能很好的解決上述問題使新能源發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用成為可能。釩液流電池是一種新型環(huán)保儲(chǔ)能電池,具有使用壽命長(zhǎng)和充電使用次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn),使其在儲(chǔ)能系統(tǒng)中具有廣闊的市場(chǎng)前景。而儲(chǔ)能雙向變流器是儲(chǔ)能電池和電網(wǎng)之間的能量轉(zhuǎn)換裝置,所以對(duì)釩液流儲(chǔ)能雙向變流器的研究具有重要意義。首先,本文對(duì)5kW/20kWh的釩液流電池工作原理進(jìn)行分析,詳細(xì)闡述其內(nèi)部結(jié)構(gòu),并對(duì)釩液流電池的電化學(xué)特性和物理特性做出相應(yīng)的等效,在此基礎(chǔ)上建立釩液流電池的等效電路模型。通過釩液流電池等效電路模型建立釩液流電池的數(shù)學(xué)模型,并簡(jiǎn)述了釩液流電池的充放電過程�；阝C液流電池的特性,分析了作為電氣接口的雙向DC/DC變流器和雙向AC/DC變流器工作原理,并對(duì)雙向DC/DC變流器使用狀態(tài)空間平均法建立了等效小信號(hào)數(shù)學(xué)模型,對(duì)帶LCL濾波器的雙向AC/DC變流器,建立了在abc三相靜止坐標(biāo)系,??兩相靜止坐標(biāo)系和dq兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。其次,基于釩液流電池的特性、雙向DC/DC變流器和雙向AC/DC變流器工作原理及其數(shù)學(xué)模型,提出了雙向DC/DC變流器的四階段充放電控制策略,帶LCL濾波器的AC/DC變流器雙閉環(huán)PI控制策略,并進(jìn)行理論分析和控制器的設(shè)計(jì),通過按典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器可以有效的提高電流的跟隨性能;通過按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電壓調(diào)節(jié)器可以有效提高電壓外環(huán)的抗干擾性。并依據(jù)相關(guān)的數(shù)學(xué)模型和控制器的設(shè)計(jì)搭建了Matlab/simulink仿真模型,通過仿真實(shí)驗(yàn)的對(duì)比研究驗(yàn)證本文提出控制策略的正確性和有效性。同時(shí),基于確定的方案對(duì)儲(chǔ)能變流器的硬件系統(tǒng)進(jìn)行了比較詳細(xì)的設(shè)計(jì),包括主電路參數(shù)計(jì)算、采樣和信號(hào)調(diào)理電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路等。最后,基于軟硬件設(shè)計(jì)搭建了一臺(tái)5kW的釩液流儲(chǔ)能變流器實(shí)驗(yàn)樣機(jī),通過對(duì)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的調(diào)試和實(shí)驗(yàn),得到了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)波形,并對(duì)釩液流電池充放電時(shí)雙向DC/DC變流器和雙向AC/DC變流器的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形進(jìn)行了分析和對(duì)比。通關(guān)對(duì)比實(shí)驗(yàn)波形的結(jié)果可知,本文設(shè)計(jì)釩液流電池雙向儲(chǔ)能變流器能很好實(shí)現(xiàn)對(duì)電池充放電的基本功能。
【關(guān)鍵詞】：釩液流電池 雙向DC/DC變換器 雙向AC/DC變換器 四階段控制策略
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景與意義9
• 1.2 釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3 儲(chǔ)能系統(tǒng)中變流器的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3.1 雙向DC/DC變流器的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.2 雙向AC/DC變流器的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 第2章 釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作原理及數(shù)學(xué)模型14-31
• 2.1 釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的主電路拓?fù)?/span>14-15
• 2.2 釩液流電池工作原理簡(jiǎn)介和數(shù)學(xué)模型15-19
• 2.2.1 釩液流電池的優(yōu)點(diǎn)15
• 2.2.2 釩液流電池的工作原理15-16
• 2.2.3 釩液流電池的等效電路和數(shù)學(xué)模型16-19
• 2.3 變流器中雙向DC/DC電路的工作原理與數(shù)學(xué)模型19-26
• 2.3.1 雙向DC/DC拓?fù)浜?jiǎn)介及工作原理19-20
• 2.3.2 雙向DC/DC電路的數(shù)學(xué)模型20-26
• 2.4 變流器中雙向AC/DC電路的工作原理與數(shù)學(xué)模型26-30
• 2.4.1 雙向AC/DC拓?fù)浜?jiǎn)介及工作原理26-27
• 2.4.2 雙向AC/DC電路的數(shù)學(xué)模型27-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略的研究31-46
• 3.1 雙向DC/DC變流器四階段充電控制策略31-37
• 3.2 雙向AC/DC變流器LCL濾波雙閉環(huán)PI控制37-42
• 3.2.1 電流內(nèi)環(huán)控制器設(shè)計(jì)37-40
• 3.2.2 電壓外環(huán)控制器設(shè)計(jì)40-42
• 3.3 網(wǎng)側(cè)電壓鎖相PID控制42-43
• 3.4 仿真驗(yàn)證43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第4章 釩液流電池儲(chǔ)能雙向變流器硬件設(shè)計(jì)46-60
• 4.1 儲(chǔ)能雙向變流器硬件電路的整體結(jié)構(gòu)46-47
• 4.2 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)47-52
• 4.2.1 雙向DC/DC變流器主電路參數(shù)47-49
• 4.2.2 雙向AC/DC變流器主電路參數(shù)49-52
• 4.3 外圍輔助電路設(shè)計(jì)52-59
• 4.3.1 采樣電路和調(diào)理電路52-54
• 4.3.2 驅(qū)動(dòng)電路54-57
• 4.3.3 保護(hù)電路57-59
• 4.3.4 控制電源設(shè)計(jì)59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)簡(jiǎn)介及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析60-69
• 5.1 釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)簡(jiǎn)介60-64
• 5.1.1 軟件系統(tǒng)簡(jiǎn)介60-63
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)簡(jiǎn)介63-64
• 5.2 釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析64-68
• 5.2.1 雙向DC/DC變流器實(shí)驗(yàn)結(jié)果64-65
• 5.2.2 雙向AC/DC變流器實(shí)驗(yàn)結(jié)果65-66
• 5.2.3 充放電實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析66-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第6章 總結(jié)和展望69-71
• 6.1 總結(jié)69
• 6.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 致謝74-75
• 附錄75-76
• 學(xué)位期間獲得的成果76

  本文關(guān)鍵詞：釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)雙向變流器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：460782