本文關(guān)鍵詞：面向能源互聯(lián)網(wǎng)的多端口雙向能量路由器研究

  更多相關(guān)文章： 能源互聯(lián)網(wǎng) 能量路由器 多端口 分散自治控制 雙向功率傳輸

【摘要】：近年來(lái),隨著全球電力需求的不斷增長(zhǎng)以及傳統(tǒng)化石能源的日益匱乏,新能源技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)得到了快速的發(fā)展與應(yīng)用,但可再生能源發(fā)電裝置、儲(chǔ)能裝置以及電動(dòng)汽車等不確定性電能負(fù)載的接入,使得傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)及電力設(shè)備無(wú)法滿足供電形式多樣化和能量多方向流動(dòng)的需要,能源互聯(lián)網(wǎng)的概念應(yīng)運(yùn)而生。本文對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵部分——能量路由器進(jìn)行了研究,重點(diǎn)探究了其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及協(xié)調(diào)控制策略。首先,本文給出了一種多端口雙向能量路由器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),該拓?fù)渲饕筛邏壕W(wǎng)側(cè)變流器端口、低壓交流負(fù)載端口和低壓直流負(fù)載端口三部分組成,其中高壓網(wǎng)側(cè)變流器端口又由級(jí)聯(lián)H橋變流器與雙向隔離型半橋DC/DC變換器兩個(gè)模塊構(gòu)成。文章分析了各端口的基本工作原理、控制方式和功率傳輸特點(diǎn),并結(jié)合設(shè)計(jì)目標(biāo)與軟件仿真確定了主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及主要參數(shù)。其次,本文探究了一種分散自治的協(xié)調(diào)控制策略——系統(tǒng)無(wú)需一個(gè)集中控制器對(duì)各端口進(jìn)行實(shí)時(shí)信息采集與功率分配,而是通過(guò)監(jiān)測(cè)直流母線電壓的相對(duì)變化趨勢(shì),判斷系統(tǒng)內(nèi)部的功率流動(dòng)和實(shí)時(shí)能量平衡情況。以此為基本思想,本文詳細(xì)介紹了各端口的控制策略：對(duì)高壓網(wǎng)側(cè)變流器的級(jí)聯(lián)H橋變流器模塊采用直接電流解耦和三級(jí)式直流穩(wěn)壓控制,對(duì)DC/DC變換器模塊進(jìn)行移相控制,以確保有功功率的動(dòng)態(tài)平衡和直流母線電壓的恒定；對(duì)低壓交、直流負(fù)載端口均采取端口定電壓控制,以提供標(biāo)準(zhǔn)化的交、直流接口。各端口變流器只需根據(jù)本端口信息和直流母線電壓就可以實(shí)現(xiàn)完全的雙向功率控制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)路由器的分散自治控制,提高整個(gè)裝置的可靠性和可用率。最后,在PSCAD/EMTDC環(huán)境下建立了多端口能量路由器的詳細(xì)仿真模型,并對(duì)系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程,低壓交、直流負(fù)載端口僅接入變化的負(fù)載,低壓交流負(fù)載端口經(jīng)逆變器接入附加的PV分布式發(fā)電,低壓直流負(fù)載端口接入附加的PV分布式發(fā)電,低壓交、直流負(fù)載端口均接入附加的PV分布式發(fā)電等不同運(yùn)行工況進(jìn)行了仿真與分析。仿真結(jié)果表明,本文提出的多端口能量路由器能夠?qū)崿F(xiàn)不同交直流制式、不同電壓等級(jí)間的互聯(lián)和雙向能量流動(dòng),為交、直流負(fù)載側(cè)提供了標(biāo)準(zhǔn)化接口,且當(dāng)交、直流負(fù)載側(cè)有分布式發(fā)電接入且輸出功率較大時(shí),能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)高壓網(wǎng)側(cè)變流器端口與低壓交、直流負(fù)載端口之間的雙向功率傳輸,實(shí)現(xiàn)了“即插即用”。
【關(guān)鍵詞】：能源互聯(lián)網(wǎng) 能量路由器 多端口 分散自治控制 雙向功率傳輸
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 能量路由器的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 交、直流微網(wǎng)及其控制方式18-20
• 1.4 本文主要工作內(nèi)容20-23
• 2 多端口雙向能量路由器的基本工作原理23-37
• 2.1 多端口雙向能量路由器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)23-24
• 2.2 高壓網(wǎng)側(cè)變流器端口24-34
• 2.2.1 三相級(jí)聯(lián)H橋變流器24-29
• 2.2.2 向隔離型半橋DC/DC變換器29-34
• 2.3 低壓交流負(fù)載端口34-35
• 2.4 低壓直流負(fù)載端口35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 3 能量路由器的主電路拓?fù)浼皡?shù)設(shè)計(jì)37-43
• 3.1 主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37-38
• 3.2 主要參數(shù)設(shè)計(jì)38-40
• 3.2.1 變壓器的參數(shù)設(shè)計(jì)38-39
• 3.2.2 交流側(cè)電感的確定39-40
• 3.2.3 直流母線電容的確定40
• 3.3 本章小結(jié)40-43
• 4 能量路由器的分散自治控制策略43-57
• 4.1 多端口雙向能量路由器的控制方式43-45
• 4.2 高壓網(wǎng)側(cè)變流器的控制策略45-54
• 4.2.1 級(jí)聯(lián)H橋變流器的控制45-52
• 4.2.2 隔離型半橋DC/DC變換器的控制52-54
• 4.3 低壓380V交流負(fù)載端口變流器的控制54-55
• 4.4 低壓400V直流負(fù)載端口變流器的控制55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 5 仿真與分析57-73
• 5.1 仿真建模57-58
• 5.2 軟啟動(dòng)控制58-61
• 5.2.1 軟啟動(dòng)控制策略58
• 5.2.2 啟動(dòng)過(guò)程仿真58-61
• 5.3 運(yùn)行特性仿真與分析61-72
• 5.3.1 負(fù)載端口接入變化的交、直流負(fù)載(Case1)61-65
• 5.3.2 交流負(fù)載端口接入附加PV(Case2)65-68
• 5.3.3 直流負(fù)載端口接入附加PV(Case3)68-71
• 5.3.4 交、直流負(fù)載端口均接入附加PV(Case4)71-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 6 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士/博士學(xué)位期間取得的研究成果79-83
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集83

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：906335