發(fā)布時間：2017-07-28 16:38

  本文關(guān)鍵詞：分布式自重組蓄電池儲能系統(tǒng)研究

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【摘要】：電池儲能系統(tǒng)是新能源發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分。傳統(tǒng)的集中式架構(gòu)存在諸多缺陷,如電池電壓均衡問題、系統(tǒng)低可靠性和低儲能利用率。為了解決這些問題,分布式蓄電池儲能系統(tǒng)被提了出來。在分布式蓄電池儲能系統(tǒng)中,雙向直直變換器得到了廣泛的應(yīng)用。本文基于微型電池儲能模塊,提出一種應(yīng)用于直流微網(wǎng)架構(gòu)的分布式蓄電池儲能架構(gòu)。所提分布式架構(gòu)具有以下優(yōu)勢:1)無電池電壓均衡和電池過充、過放問題;2)高可靠性和高兼容性;3)高儲能利用率;4)降低了電池管理系統(tǒng)的體積和重量。所提微型電池儲能模塊由微型雙向直直變換器、微型電池管理系統(tǒng)和電池組單體組成。在所提分布式架構(gòu)基礎(chǔ)上,本文還提出一種基于電池恢復(fù)效應(yīng)的自重組控制策略,能進一步提升分布式蓄電池儲能系統(tǒng)的放電效率。為了優(yōu)化所提自重組控制策略,本文利用曲線擬合方法建立了所提控制策略的數(shù)學(xué)分析模型,從理論上驗證了其可行性。得益于可實現(xiàn)雙向能量傳遞、零電壓開通和高效率等優(yōu)勢,雙有源全橋變換器被選作微型電池儲能模塊中的微型雙向直直變換器。本文提出一種結(jié)合傳統(tǒng)移相控制和三角波控制的混合式變頻控制方式,能夠在寬負載范圍內(nèi)減小變換器的主導(dǎo)損耗,提升變換器效率。本文搭建了分布式蓄電池儲能系統(tǒng)實驗平臺用來驗證所提自重組控制策略,所搭建平臺總功率1.5KW,包含四個微型電池儲能模塊,每個微型電池儲能模塊包含一個12V/100Ah電池組、一個微型電池管理裝置和一個微型雙向DC/DC變換器。實驗結(jié)果表明應(yīng)用所提自重組算法,分布式蓄電池儲能系統(tǒng)的總放電時間得到顯著提升。微型雙向DC/DC變換器樣機為12V/380V/500 W的雙有源全橋變換器,驗證了所提混合變頻控制方式的可行性。
【關(guān)鍵詞】：電池管理系統(tǒng) 蓄電池儲能系統(tǒng) 電池恢復(fù)效應(yīng) 自重組 零電壓開通 雙有源全橋變換器
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 傳統(tǒng)集中式蓄電池儲能系統(tǒng)13-15
• 1.3 蓄電池儲能雙向變換器15-16
• 1.4 本文研究內(nèi)容及意義16-19
• 1.4.1 研究內(nèi)容16-17
• 1.4.2 研究意義17-19
• 第二章 分布式蓄電池儲能架構(gòu)19-23
• 2.1 微型電池單體儲能模塊19
• 2.2 基于MBM的分布式蓄電池儲能架構(gòu)19-21
• 2.2.1 串聯(lián)架構(gòu)19-20
• 2.2.2 并聯(lián)架構(gòu)20
• 2.2.3 串并聯(lián)混合架構(gòu)20-21
• 2.2.4 混合BMS架構(gòu)21
• 2.3 分布式蓄電池儲能系統(tǒng)優(yōu)勢21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 自重組控制策略23-30
• 3.1 電池恢復(fù)效應(yīng)23
• 3.2 電池SOC估測23-24
• 3.3 自重組控制策略24-25
• 3.4 基于電池恢復(fù)效應(yīng)的自重組控制數(shù)學(xué)建模分析25-28
• 3.5 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析28
• 3.6 本章小結(jié)28-30
• 第四章 雙有源全橋雙向變換器30-40
• 4.1 DAB概述30-31
• 4.2 CPM與TCM對比31-34
• 4.2.1 CPM31-32
• 4.2.2 TCM32
• 4.2.3 CPM和TCM對比32-34
• 4.3 所提變頻混合調(diào)制策略34-36
• 4.4 TCM損耗分析與對比36-39
• 4.4.1 TCM損耗分析36-38
• 4.4.2 定頻TCM控制與變頻TCM損耗分布對比38-39
• 4.5 本章小結(jié)39-40
• 第五章 仿真和實驗結(jié)果40-59
• 5.1 仿真驗證和討論40-43
• 5.1.1 集中式蓄電池儲能系統(tǒng)仿真40-41
• 5.1.2 分布式蓄電池儲能系統(tǒng)仿真41-42
• 5.1.3 分布式自重組蓄電池儲能系統(tǒng)仿真42-43
• 5.2 實驗驗證和討論43-58
• 5.2.1 自重組控制算法實驗驗證43-50
• 5.2.2 混合變頻控制方式驗證50-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 第六章 結(jié)束語59-60
• 6.1 本文的主要工作59
• 6.2 工作展望59-60
• 參考文獻60-63
• 致謝63-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文及專利64

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本文編號：585039