【摘要】：由于全球現(xiàn)代化的建設(shè),越來越多的不可再生能源正面臨衰竭。隨著化石能源的燃燒,環(huán)境污染問題也越發(fā)嚴(yán)重,河北、東北地區(qū)等地在寒冬季節(jié)出現(xiàn)大量霧霾現(xiàn)象。全球冰川融化,溫室效應(yīng)等問題已經(jīng)嚴(yán)重預(yù)警,目前全球科研人員對新能源發(fā)電用電系統(tǒng)投入大量研究。新能源發(fā)電環(huán)保無污染,是解決能源衰竭的主要措施,與此同時在新能源微電網(wǎng)系統(tǒng)中,發(fā)電供電效率以及儲能效率是目前主要研究的問題。儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中主要作用是用電高峰作為備用能源使用,用電低谷時將剩余電能儲存到蓄電池中避免電能浪費。眾所周知,儲能系統(tǒng)是整個微電網(wǎng)中最薄弱的環(huán)節(jié),所以選取高效,合理的充放電技術(shù)是維持蓄電池使用壽命的關(guān)鍵因素之一。現(xiàn)如今科研人員對微電網(wǎng)技術(shù)的研究,主要是整體運行以及控制策略方面,以及對孤島運行模式以及并網(wǎng)模式的運行方案進(jìn)行設(shè)計。然而對系統(tǒng)內(nèi)部包括光伏陣列,儲能系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的下層研究較少,只有對系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)功能進(jìn)行完善修改,才能將新能源技術(shù)應(yīng)用的更加廣泛。本文針對適用于直流微網(wǎng)中的儲能系統(tǒng)輸入輸出特性進(jìn)行分析,提出有效合理的運行方案,對雙向DC/DC變換器這種直流傳輸控制器進(jìn)行建模分析,提出合適的充放電控制方式。從蓄電池儲能原理進(jìn)行入手,對影響蓄電池SOC容量因素進(jìn)行分析,對比傳統(tǒng)蓄電池控制方式,結(jié)合SOC狀態(tài)計算衰減系數(shù),提出一種階段性恒流控制充電模式,維持直流母線電壓保持恒定的放電方式以及防止蓄電池自放電特性的終止充電控制方法。對于此方面的研究,對于提升儲能系統(tǒng)蓄電池的充放電轉(zhuǎn)換效率以及提升蓄電池使用壽命等方面具有十分重要的研究意義。最后在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下進(jìn)行搭建模型,得到蓄電池SOC狀態(tài)圖、充放電電流示意圖以及母線電壓狀態(tài)圖等,符合儲能系統(tǒng)整體控制方案的設(shè)想。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM727
【圖文】：

圖 1-2 在航天電源系統(tǒng)的應(yīng)用Fig. 1-2 Application of space power system直流微電網(wǎng)中的應(yīng)用微電網(wǎng)中太陽能光伏陣列獲取太陽能，當(dāng)微電網(wǎng)工作在升降壓變換輸送給負(fù)載，蓄電池通過 雙向 DC/DC變換器；當(dāng)微電網(wǎng)處于并網(wǎng)模式情況下，電能流經(jīng)直流母線通維持動態(tài)平衡，太陽能陣列產(chǎn)生過剩能量時，通過 雙向化學(xué)能作為備用電源。蓄電池組雙向DC-DC變換器Boost變換器逆變器直流斬波電路

直流微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)仿真設(shè)計4 直流微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)仿真設(shè)計在上一章中介紹了儲能系統(tǒng)兩種工作狀態(tài)下的控制方法，進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模分析，為了驗證方案的可行性，本章采用 MATLAB/Simlulink 軟件對儲能系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。MATLAB 是美國著名 MathWorks公司研發(fā)出的一種商業(yè)數(shù)學(xué)軟件 ，含有開發(fā)算法、可視化數(shù)字分析、人機交互平臺等現(xiàn)代化功能，滿足各種辦公學(xué)習(xí)需求。Simulink 是一種直觀可視化的仿真系統(tǒng)，以輸入輸出框圖為背景，滿足各種不同系統(tǒng)建模以及仿真分析，無需大量的書寫存入數(shù)據(jù)，其中包含大量電力元件庫可以直接調(diào)用進(jìn)行模塊化建模以及仿真分析[51]。4.1 光伏電池仿真模型對于光伏系統(tǒng)主要的儲能元件光伏電池而言，光伏電池仿真模型其輸入輸出特性主要受兩個因素影響：溫度控制光伏電池工作性能，光照強度控制輸出量，因此運用仿真軟件MATLAB/Simulink 軟件搭建模型進(jìn)行分析[52]，如圖 4-1 所示，其中兩個輸入端分別模擬溫度和光照強度，并聯(lián)反向二極管代表光伏電池內(nèi)部暗電流，其輸出端代表光伏電池輸出端電壓。

圖 4-2 光伏陣列增加加 Boost 電路后仿真圖Fig. 4-2 Simulation diagram after adding Boost circuit to pv array本文選定儲能系統(tǒng)直流母線電壓希望維持在 360-380 V，由下圖可以看出，光伏陣列經(jīng)過 Boost 升壓電路后輸出電壓基本滿足直流母線電壓需求。00.05 0.10.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.450.5400350300250200150150500圖 4-3 Boost 電路輸出電壓波形圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2782411