本文關(guān)鍵詞：500kW儲(chǔ)能變流器控制技術(shù)研究

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【摘要】：為解決能源危機(jī)和傳統(tǒng)能源污染嚴(yán)重的問(wèn)題,以風(fēng)能、太陽(yáng)能等分布式電源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用受到越來(lái)越的關(guān)注。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國(guó)家大力發(fā)展分布式電源,組建運(yùn)行方式靈活的微電網(wǎng)。由分布式電源組建的微電網(wǎng)可以充分利用可再生能源進(jìn)行發(fā)電,是目前解決能源緊缺問(wèn)題的有效途徑。但隨著可再生能源發(fā)電量及其電網(wǎng)接入率的不斷增加,這種間歇性能源的波動(dòng)性和不確定性給電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能系統(tǒng)作為微電網(wǎng)的重要組成部分,主要起到平抑功率波動(dòng)、削峰填谷、穩(wěn)定電壓和提高微電網(wǎng)電能質(zhì)量的作用,它對(duì)于微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。大功率儲(chǔ)能變流器(Power Conversion System, PCS)作為儲(chǔ)能裝置和微電網(wǎng)的接口,實(shí)現(xiàn)了能量的雙向流動(dòng)。本文對(duì)微電網(wǎng)應(yīng)用背景下的儲(chǔ)能變流器進(jìn)行研究,重點(diǎn)研究?jī)?chǔ)能變流器的控制策略以及PCS在微電網(wǎng)中能量自動(dòng)協(xié)調(diào)控制的方法。儲(chǔ)能電池是整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要組成部分。本文首先對(duì)儲(chǔ)能電池的種類和及其各自特點(diǎn)進(jìn)行列舉,然后介紹了電池的充放電理論基礎(chǔ)和運(yùn)行特性,介紹了目前儲(chǔ)能電池常用的充電方法。最后,根據(jù)儲(chǔ)能變流器的應(yīng)用工況和控制目標(biāo),進(jìn)而確定了本系統(tǒng)采用的充放電控制策略。準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型是進(jìn)行控制策略推導(dǎo)的基礎(chǔ)。本文首先對(duì)PWM變換器的工作原理進(jìn)行分析,根據(jù)電路定律建立電壓電流方程,基于開(kāi)關(guān)函數(shù)推導(dǎo)出開(kāi)關(guān)函數(shù)模型,再引入平均算子得出開(kāi)關(guān)周期平均模型,最后利用小信號(hào)擾動(dòng)的方法,得到直流穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)附近的交流小信號(hào)模型,為PWM變換器的控制策略推導(dǎo)奠定數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)控制目標(biāo)得出最后的控制策略�？刂撇呗灾饕譃樗牟糠郑旱谝徊糠质侵绷鱾�(cè)儲(chǔ)能電池的控制,使儲(chǔ)能電池以恒定電壓或電流充電；第二部分是并網(wǎng)狀態(tài)下交流側(cè)的PQ控制,使PCS能夠跟隨功率指令,提供恒定功率；第三部分是儲(chǔ)能變流器在離網(wǎng)獨(dú)立供電時(shí)的V/f控制策略,為負(fù)載提供穩(wěn)定的交流電壓；第四部分研究了系統(tǒng)各種控制模式的整體控制流程。最后通過(guò)Matlab/Simulink仿真對(duì)控制策略進(jìn)行驗(yàn)證。在Matlab/Simulink仿真的模型基礎(chǔ)上,基于APPSIM軟件的半實(shí)物實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)進(jìn)一步對(duì)本文提出的控制策略進(jìn)行了驗(yàn)證。最后,對(duì)半實(shí)物實(shí)時(shí)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析,從而驗(yàn)證了控制策略的有效性和正確性。
【關(guān)鍵詞】：儲(chǔ)能變流器 數(shù)學(xué)模型 充放電控制 功率平衡 半實(shí)物仿真
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)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3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景和意義9-10
• 1.2 儲(chǔ)能變流器研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容12-14
• 第二章 儲(chǔ)能電池充放電特性及充放電控制策略14-22
• 2.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 2.2 電池的基本特性分析15-17
• 2.2.1 儲(chǔ)能電池基本模型15-17
• 2.2.2 儲(chǔ)能電池充放電特性17
• 2.3 儲(chǔ)能電池的充放電方法17-20
• 2.3.1 儲(chǔ)能電池充電控制原則18
• 2.3.2 儲(chǔ)能電池常用充電方法18-20
• 2.4 本文采取的充放電方法20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第三章 儲(chǔ)能變流器數(shù)學(xué)模型22-34
• 3.1 儲(chǔ)能變流器的工作原理22-24
• 3.2 儲(chǔ)能變流器的數(shù)學(xué)模型24-33
• 3.2.1 開(kāi)關(guān)函數(shù)模型24-26
• 3.2.2 開(kāi)關(guān)周期平均模型26-30
• 3.2.3 交流小信號(hào)模型30-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第四章 儲(chǔ)能變流器的控制策略研究34-44
• 4.1 直流側(cè)儲(chǔ)能電池充放電控制策略34-40
• 4.1.1 直流側(cè)控制外環(huán)設(shè)計(jì)34-35
• 4.1.2 電流內(nèi)環(huán)設(shè)計(jì)35-37
• 4.1.3 電流環(huán)PI參數(shù)設(shè)計(jì)37-39
• 4.1.4 直流側(cè)儲(chǔ)能電池控制整體方案39-40
• 4.2 交流側(cè)并網(wǎng)控制策略40-41
• 4.3 離網(wǎng)V/f控制策略41-42
• 4.4 系統(tǒng)整體控制方案42-43
• 4.5 本章小結(jié)43-44
• 第五章 儲(chǔ)能變流器控制策略的仿真驗(yàn)證44-63
• 5.1 儲(chǔ)能變流器控制策略的Matlab仿真44-56
• 5.1.1 整體仿真系統(tǒng)搭建和參數(shù)設(shè)置44-46
• 5.1.2 鎖相環(huán)仿真46-47
• 5.1.3 直流側(cè)控制仿真47-50
• 5.1.4 交流側(cè)控制仿真50-52
• 5.1.5 離網(wǎng)V/f控制仿真52
• 5.1.6 系統(tǒng)整體的控制仿真驗(yàn)證52-56
• 5.2 儲(chǔ)能變流器控制策略半實(shí)物仿真56-62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 第六章 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 結(jié)論63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及研究成果69-70
• 致謝70-71

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 薛辰;;儲(chǔ)能,還在黎明前徘徊[J];風(fēng)能;2012年04期

2 ;歐盟加速研發(fā)高性能鋰離子儲(chǔ)能技術(shù)預(yù)標(biāo)準(zhǔn)化[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2013年05期

3 ;2014年第四屆北京國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)將于5月在京舉行[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2014年01期

4 ;《儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)》2014年征訂啟事[J];電源學(xué)報(bào);2013年06期

5 俞振華;;大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];中國(guó)電力企業(yè)管理;2009年19期

6 張海梁;孫婉勝;;儲(chǔ)能電站在智能配網(wǎng)中的應(yīng)用探討[J];中國(guó)電力教育;2011年24期

7 胡丹;;淺談先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)及其發(fā)展前景[J];企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā);2012年Z2期

8 陳玉和;;儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展概況研究[J];能源研究與信息;2012年03期

9 王秀琴;;儲(chǔ)能電站的大容量?jī)?chǔ)能方式分析[J];產(chǎn)業(yè)與科技論壇;2012年16期

10 李釔里;;淺談風(fēng)輪儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用[J];科技與企業(yè);2013年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 程時(shí)杰;;儲(chǔ)能技術(shù)——一種在未來(lái)電氣工程學(xué)科中可以發(fā)揮重要作用的技術(shù)[A];湖北省電工技術(shù)學(xué)會(huì)、武漢電工技術(shù)學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)暨理事會(huì)換屆大會(huì)論文集[C];2008年

2 ;2013年儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)動(dòng)態(tài)[A];中國(guó)農(nóng)機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)風(fēng)能設(shè)備分會(huì)《中小型風(fēng)能設(shè)備與應(yīng)用》（2014年第3期）[C];2014年

3 王文亮;秦明;劉衛(wèi);;大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用研究[A];經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)年會(huì)（第二卷）[C];2010年

4 張建興;;大規(guī)模電池儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)[A];第二屆全國(guó)電能質(zhì)量學(xué)術(shù)會(huì)議暨電能質(zhì)量行業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2011年

5 王保國(guó);;堅(jiān)持四項(xiàng)基本原則推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展[A];第一屆全國(guó)儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)大會(huì)摘要集[C];2014年

6 鄂寶民;黃旭;龐立軍;陳昀;支偉;;先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)在環(huán)渤海風(fēng)電發(fā)展中的應(yīng)用前景分析[A];第十三屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第15分會(huì)場(chǎng)-大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2011年

7 陸志剛;劉怡;雷金勇;陳滿;陳磊;李達(dá);;電池儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)應(yīng)用和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[A];第十三屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第15分會(huì)場(chǎng)-大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2011年

8 ;關(guān)于組織編撰《中國(guó)儲(chǔ)能年鑒》的通知[A];儲(chǔ)能的價(jià)值與使命——2011首屆中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展國(guó)際峰會(huì)論文集[C];2011年

9 來(lái)小康;;儲(chǔ)能技術(shù)的近期研究工作[A];第30屆全國(guó)化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

10 張祖平;劉思革;梁惠施;;電力儲(chǔ)能在不同電壓等級(jí)配電網(wǎng)中的應(yīng)用[A];第十三屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第15分會(huì)場(chǎng)-大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2011年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 早報(bào)記者 陳靜思;“儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)納入新能源規(guī)劃”[N];東方早報(bào);2009年

2 本報(bào)記者 房田甜　實(shí)習(xí)記者 董樂(lè);全國(guó)工商聯(lián)新能源商會(huì)儲(chǔ)能專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)林朔：“不能評(píng)斷哪種儲(chǔ)能技術(shù)前景最好”[N];21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道;2011年

3 本報(bào)記者 梁宵;資本加單儲(chǔ)能待補(bǔ)貼[N];中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào);2010年

4 本報(bào)記者 段逸倩;儲(chǔ)能下一步：商業(yè)化[N];中國(guó)電力報(bào);2011年

5 本報(bào)記者 王榮;我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨四大制約[N];中國(guó)證券報(bào);2012年

6 記者 陳其玨;儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)6000億市場(chǎng)有待撬動(dòng)[N];上海證券報(bào);2012年

7 MEB記者 張?zhí)m;2012儲(chǔ)能國(guó)際峰會(huì)探討儲(chǔ)能商業(yè)模式[N];機(jī)電商報(bào);2012年

8 本報(bào)記者 吳松;儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)起步 商業(yè)模式有待突破[N];中國(guó)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào);2012年

9 主持 中國(guó)電力報(bào)社《電氣周刊》編輯部主任兼主編 路曉冰;我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模應(yīng)用為時(shí)尚早[N];中國(guó)電力報(bào);2012年

10 王明沖 紅煒 李偉;“系統(tǒng)”理念成就儲(chǔ)能明星[N];中國(guó)能源報(bào);2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 王姝;儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)時(shí)的協(xié)調(diào)控制研究[D];華中科技大學(xué);2015年

2 閆曉磊;儲(chǔ)能飛輪優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法研究[D];湖南大學(xué);2012年

3 武震;分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2014年

4 于雅莉;儲(chǔ)能飛輪動(dòng)發(fā)一體機(jī)電磁關(guān)鍵問(wèn)題及溫度場(chǎng)的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

5 張野;微網(wǎng)中電池儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略的研究[D];天津大學(xué);2014年

6 方家琨;超導(dǎo)磁儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制中的應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2012年

7 施琳;含新能源的獨(dú)立電網(wǎng)儲(chǔ)能容量配置和運(yùn)行策略研究[D];華中科技大學(xué);2014年

8 于們;基于混合儲(chǔ)能的風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)功率調(diào)控系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2012年

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1 王尚;實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)自律的調(diào)控與配置策略研究[D];山東大學(xué);2015年

2 楊永旭;計(jì)及儲(chǔ)能的風(fēng)電場(chǎng)可靠性評(píng)估[D];山東大學(xué);2015年

3 黃騰;集中充電站電池儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)影響研究[D];華北電力大學(xué);2015年

4 吳小剛;配網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)劃方法研究[D];華北電力大學(xué);2015年

5 劉大川;基于脆弱性理論的主動(dòng)配電網(wǎng)儲(chǔ)能規(guī)劃方法研究[D];華北電力大學(xué);2015年

6 胡鵬;儲(chǔ)能電站監(jiān)測(cè)控制軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

7 田吉鵬;基于混合儲(chǔ)能的雙饋風(fēng)機(jī)運(yùn)行控制研究[D];大連理工大學(xué);2015年

8 胡志遠(yuǎn);基于儲(chǔ)能的風(fēng)電功率平抑技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

9 林阿依;屋頂光伏與儲(chǔ)能一體化發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D];華北電力大學(xué);2015年

10 張峰;高壓級(jí)聯(lián)儲(chǔ)能功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)控制策略研究[D];上海交通大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：989197