【摘要】：隨著分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)的興起，儲能技術逐漸成為電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)運行的重要手段。能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（Power Conversion Systems，PCS）是儲能系統(tǒng)的重要組成部分�；贒C/DC和DC/AC級聯(lián)而成的兩級式PCS具有可以靈活配置電池組，能夠準確可靠地管理電池的充放電等特點，廣泛應用于大規(guī)模的電池儲能系統(tǒng)中。本文以兩級式PCS為研究對象，對其獨立運行控制策略、控制器設計、主動脫網(wǎng)的平滑切換控制策略做了詳細的分析和研究。 基于獨立運行模式下PCS的工作原理，得出DC/DC、DC/AC變換器的協(xié)調(diào)控制策略。在此基礎上，采用開關網(wǎng)絡平均模型法推導出DC/DC變換器數(shù)學模型，選擇了輸出電壓瞬時值外環(huán)和平均電感電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制策略，利用Bode圖的方法設計了控制器參數(shù)，并且進行了仿真驗證。結(jié)合并網(wǎng)工況的控制策略，選擇在αβ坐標系下對DC/AC變換器采用負載電壓外環(huán)電容電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制。為了實現(xiàn)負載電壓的穩(wěn)態(tài)無差，，引入比例諧振控制器（Proportional Resonant，PR），在分析各參數(shù)對系統(tǒng)特性影響的基礎上，采用一種參數(shù)解耦簡化解析設計方法。最后通過仿真驗證控制策略及控制器設計的可行性。 介紹了兩級式PCS的雙模式運行控制策略，仿真驗證級聯(lián)系統(tǒng)獨立運行的可行性。為了保證本地關鍵負載的可靠運行，引入無縫切換技術。結(jié)合晶閘管的關斷特性和切換要求，在從電路模型角度分析自然切換的暫態(tài)過程的基礎上，提出一種應用于兩級式PCS的主動脫網(wǎng)平滑切換控制策略。分析電流自然過零切換仿真波形，比較得出本文的切換策略優(yōu)越性。 研制了兩級式PCS實驗平臺，分析了用于切換的靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關（Static TransferSwitch，STS）并進行驅(qū)動電路設計。在此基礎上，進行相關實驗：單級DC/DC變換器帶電阻負載實驗、單級DC/AC變換器帶電阻負載實驗、兩級式PCS獨立運行實驗、兩級式PCS主動脫網(wǎng)切換實驗。實驗結(jié)果驗證了本文提出的控制策略的有效性及控制器設計的準確性。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM46

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本文編號：2552486