本文關(guān)鍵詞：用于混合儲能系統(tǒng)的雙向DC-DC變換器及其控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,混合儲能技術(shù)開始應(yīng)用于電動汽車和可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中,相比傳統(tǒng)單一儲能體現(xiàn)出諸多優(yōu)勢。混合儲能系統(tǒng)包含多個輸入輸出,其實現(xiàn)依賴于功率可以雙向傳輸?shù)亩喽丝陔p向DC/DC系統(tǒng),常規(guī)兩端口雙向DC/DC是各種多端口雙向DC/DC系統(tǒng)的基礎(chǔ),兩端口雙向DC/DC通過組合和重構(gòu)可以得到不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多端口系統(tǒng),其控制方法也可以推廣到多端口雙向DC/DC中。本文對兩種常用的兩端口雙向DC/DC拓?fù)涞目刂品椒ㄕ归_研究,而高頻磁耦合的多端口雙向DC/DC因結(jié)構(gòu)緊湊元件復(fù)用等諸多優(yōu)點在混合儲能應(yīng)用中頗具研究價值,本文亦對其進(jìn)行了一定的研究。傳統(tǒng)移相控制的雙向DC/DC變換器在端口電壓不匹配時都存在環(huán)流增大、軟開關(guān)范圍變窄和損耗增加等諸多問題。為了解決這些問題,本文基于隔離型雙主動全橋拓?fù)涮岢隽诵滦蚉WM加移相控制方法,該方法通過計算控制脈沖的最優(yōu)移相角和占空比,從而使變換器獲得更好的工作性能,減小了電路內(nèi)的環(huán)流功率、增大了軟開關(guān)范圍并改善了電路輕載時的工作特性。文中闡述了該控制方法的工作原理并建立其數(shù)學(xué)模型,基于數(shù)學(xué)模型與傳統(tǒng)移相控制進(jìn)行對比分析,并搭建了仿真模型和實驗平臺來驗證其可行性和正確性�；谏龎喊霕�-全橋兩端口雙向DC/DC拓?fù)?在總結(jié)已有控制方法的基礎(chǔ)上本文提出PWM加雙重移相的控制方法,該方法通過調(diào)整控制信號的占空比和計算內(nèi)移相角,實現(xiàn)在端口電壓不匹配的情況下完全消除電路中的環(huán)流功率,改善電路的工作特性。文中介紹了該控制方法的基本原理,分析了電路各工作模態(tài)下的換流過程并建立了數(shù)學(xué)模型,設(shè)計了應(yīng)用于微網(wǎng)儲能系統(tǒng)中端口電壓變化時的控制策略,并進(jìn)行了仿真分析和驗證。高頻磁耦的多端口雙向DC/DC作為一種新型的多端口結(jié)構(gòu)在混合儲能中有很好的研究價值,文中以蓄電池-超級電容混合儲能為應(yīng)用背景,對高頻磁耦合的全橋-雙半橋三端口雙向DC/DC進(jìn)行研究�；谄浜喕Ｐ头治隽嗽撏�?fù)涞墓ぷ髟砗头�(wěn)態(tài)工作特性,建立了電路的狀態(tài)空間模型和功率模型。針對全橋-雙半橋三端口的非線性和多輸入多輸出之間的耦合問題設(shè)計了電流解耦控制策略,基于該控制策略搭建了仿真模型,并與未進(jìn)行電流解耦控制的系統(tǒng)進(jìn)行對比分析。文中最后進(jìn)行了實驗平臺軟件和硬件的設(shè)計。按照設(shè)計的參數(shù)搭建了小功率實驗平臺,設(shè)計了雙主動全橋變換器的數(shù)字控制系統(tǒng),進(jìn)行了傳統(tǒng)移相控制閉環(huán)實驗,并在此試驗平臺上對文中關(guān)于雙主動全橋變換器的理論分析和新型PWM加移相控制方法進(jìn)行驗證,為進(jìn)一步研究雙向DC/DC變換器在混合儲能中的應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：雙向DC/DC變換器 多端口 移相控制 混合儲能 數(shù)字控制
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-27
• 1.1 課題的研究背景及意義12-13
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 混合儲能研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 混合儲能的主要問題15-16
• 1.3 雙向DC/DC變換器16-25
• 1.3.1 兩端口雙向DC/DC變換器17-20
• 1.3.2 多端口雙向DC/DC變換器20-24
• 1.3.3 雙向DC/DC主要控制方法24-25
• 1.4 本文所做工作25-27
• 第二章 隔離型雙主動全橋雙向DC/DC變換器及其控制方法研究27-43
• 2.1 拓?fù)浼捌涔ぷ髟?/span>27-28
• 2.2 傳統(tǒng)移相控制28-33
• 2.2.1 傳統(tǒng)控制的基本原理28-29
• 2.2.2 電壓不匹配和功率環(huán)流問題29-30
• 2.2.3 穩(wěn)態(tài)特性分析30-33
• 2.3 新型PWM加移相控制方法33-42
• 2.3.1 基本工作原理33-34
• 2.3.2 數(shù)學(xué)模型及功率特性34-38
• 2.3.3 與TPS控制的對比及分析38-39
• 2.3.4 仿真分析39-42
• 2.4 本章小結(jié)42-43
• 第三章 隔離型升壓半橋-全橋雙向DC/DC變換器控制方法研究43-56
• 3.1 新型PWM加雙重移相控制43-47
• 3.1.1 控制方法原理43-45
• 3.1.2 變換器工作模態(tài)分析45-47
• 3.2 變換器的電路穩(wěn)態(tài)分析47-51
• 3.2.1 數(shù)學(xué)模型和功率特性47-48
• 3.2.2 與TPS控制的對比及分析48-51
• 3.3 PWM加雙重移相控制用于混合儲能中的控制策略設(shè)計和仿真51-55
• 3.3.1 控制系統(tǒng)框圖51-52
• 3.3.2 仿真分析52-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第四章 全橋-雙半橋三端口雙向DC/DC的混合儲能應(yīng)用研究56-70
• 4.1 基本工作原理及穩(wěn)態(tài)分析56-59
• 4.1.1 拓?fù)溥x取及其等效簡化模型56-58
• 4.1.2 穩(wěn)態(tài)工作特性58-59
• 4.2 數(shù)學(xué)模型59-64
• 4.2.1 簡化的狀態(tài)空間平均模型60-61
• 4.2.2 小信號模型61-63
• 4.2.3 功率模型63-64
• 4.3 控制系統(tǒng)設(shè)計64-66
• 4.4 蓄電池-超級電容混合儲能仿真研究66-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 第五章 實驗平臺設(shè)計與實驗結(jié)果70-86
• 5.1 系統(tǒng)總體構(gòu)成70
• 5.2 實驗平臺硬件設(shè)計70-75
• 5.2.1 主電路參數(shù)設(shè)計71-74
• 5.2.2 采樣調(diào)理電路設(shè)計74
• 5.2.3 驅(qū)動電路設(shè)計74-75
• 5.3 控制系統(tǒng)設(shè)計75-80
• 5.3.1 數(shù)字PI控制器的設(shè)計75-76
• 5.3.2 數(shù)字濾波器設(shè)計76-77
• 5.3.3 程序設(shè)計流程77
• 5.3.4 移相控制信號的生成方法77-78
• 5.3.5 新型PWM加移相控制控制信號的生成方法78-80
• 5.4 實驗結(jié)果80-85
• 5.5 本章小結(jié)85-86
• 第六章 結(jié)論與展望86-88
• 6.1 論文主要類容總結(jié)86-87
• 6.2 不足與進(jìn)一步研究的展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 致謝92-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文和專利93-94
• 附件94

【共引文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：用于混合儲能系統(tǒng)的雙向DC-DC變換器及其控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：361681