發(fā)布時間：2017-08-26 04:15

  本文關(guān)鍵詞：基于移相原理的雙向直流變換器雙閉環(huán)控制策略

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【摘要】：為解決全球氣候變暖、環(huán)境污染問題和適應經(jīng)濟高速發(fā)展的需求,發(fā)展可再生能源迫在眉睫。風電、光伏發(fā)電具有間歇性和隨機性,要求配置具有緩沖能量、緩解其隨機性的儲能電池作為微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置,以提高電力穩(wěn)定性。儲能電池用于微網(wǎng)中,需要電力電子變換器作其充放電接口。雙向逆變器(DC/AC)和雙向直流變換器(DC/DC)分別作為交直流微網(wǎng)中液流電池的充放電接口,其理論研究得到了發(fā)展,而應用研究則相對有限。變換器的應用領(lǐng)域、系統(tǒng)建模、控制策略是應用研究的重點,本文主要圍繞系統(tǒng)建模和控制策略開展設(shè)計。首先,本文對常用儲能電池的特點及適用場合進行對比之后,選用了液流電池做微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置,分析了液流電池的結(jié)構(gòu)、工作原理、充放電方式,建立了液流電池的等效電路模型,確定了先恒流再恒壓的充放電控制策略。其次,本文針對變換器是否隔離的問題,介紹了幾種典型的直流變換器,分析了拓撲結(jié)構(gòu)、特點及應用場合,通過分析認為,移相全橋雙向直流變換器具有熱插拔、隔離、中大功率等特點,適合用于液流電池的充放電控制中。再次,本文明確劃分了移相全橋雙向直流變換器的六個模態(tài),深入分析了六模態(tài)瞬態(tài)過程,定量計算得到電壓、電流、功率和電路中參數(shù)的關(guān)系,并按一定的可接受誤差,建立了小信號模型。最后,結(jié)合液流電池、變換器的模型及先恒流再恒壓的控制策略,設(shè)計了雙閉環(huán)的控制器,再利用MATLAB/Simulink對控制系統(tǒng)進行了仿真,得到了仿真結(jié)果。仿真結(jié)果表明,采用移相全橋雙向直流變換器對液流電池進行先恒流再恒壓的雙閉環(huán)充放電控制策略是可行的,且在簡化模型中設(shè)計的控制器適用于等效電路模型,系統(tǒng)具有較好的魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：液流電池 移相全橋 DC/DC 充放電控制
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-25
• 1.1. 清潔能源的應用技術(shù)16-22
• 1.1.1. 清潔能源的發(fā)電技術(shù)16-17
• 1.1.2. 清潔儲能技術(shù)17-19
• 1.1.3. 新型電網(wǎng)的接口形式19-21
• 1.1.4. 接口電路的一般要求21-22
• 1.2. 雙向直流變換器發(fā)展與應用22-24
• 1.2.1. 雙向直流變換器的發(fā)展現(xiàn)狀22-23
• 1.2.2. 雙向直流變換器的基本要求23-24
• 1.2.3. 雙向直流變換器的應用24
• 1.3. 本文主要工作24-25
• 第二章 液流電池25-32
• 2.1. 液流電池的結(jié)構(gòu)組成25
• 2.2. 液流電池基本原理25-26
• 2.2.1. 鋅溴液流電池的基本原理25-26
• 2.2.2. 全釩液流電池基本原理26
• 2.3. 液流電池充放電方法26-29
• 2.3.1. 液流電池的充電方法26-28
• 2.3.2. 液流電池的放電方法28-29
• 2.3.3. 液流電池的充放電特性29
• 2.4. 液流電池的模型29-32
• 2.4.1. 液流電池的等效電路模型29-30
• 2.4.2. 液流電池的簡化模型30-32
• 第三章 雙向直流變換器原理與應用32-42
• 3.1. 非隔離型雙向直流變換器32-36
• 3.1.1. 雙向BUCK-BOOST變換器32-33
• 3.1.2. 雙向BUCK/BOOST變換器33-34
• 3.1.3. 雙向CUK直流變換器34-35
• 3.1.4. 全橋式雙向直流變換器35
• 3.1.5. 非隔離型雙向直流變換器特點35-36
• 3.2. 隔離式雙向直流變換器36-40
• 3.2.1. 正激式雙向直流變換器36-37
• 3.2.2. 反激式雙向直流變換器37-38
• 3.2.3. 雙向推挽式直流變換器38-39
• 3.2.4. 移相全橋式雙向直流變換器39-40
• 3.2.5. 隔離型雙向直流變換器特點40
• 3.3. 幾種典型雙向直流變換器的比較40-42
• 第四章 移相全橋式雙向直流變換器及其建模42-68
• 4.1. 移相全橋雙向直流變換器工作原理42-43
• 4.2. 移相全橋雙向DC/DC模型43-60
• 4.2.1. 建模方法43-46
• 4.2.2. 移相全橋式雙向直流變換器6模態(tài)時域分析46-54
• 4.2.3. 六模態(tài)功率匯總比較54-60
• 4.3. 移相全橋式雙向直流變換器的統(tǒng)一模型60-64
• 4.4. 移相全橋式雙向直流變換器對電池充電的模型64-66
• 4.5. DC/DC在能量管理中的應用66-68
• 第五章 液流電池的雙閉環(huán)充放電控制策略及仿真68-80
• 5.1. 液流電池的雙閉環(huán)充放電控制策略68-72
• 5.1.1. 液流電池充放電控制過程68
• 5.1.2. 充放電控制器設(shè)計68-72
• 5.2. 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析72-73
• 5.3. 雙閉環(huán)充放電控制仿真驗證73-75
• 5.4. 采用等效電路模型的仿真結(jié)果75-79
• 5.5. 結(jié)論79-80
• 第六章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1. 總結(jié)80-81
• 6.2. 展望81-82
• 參考文獻82-85
• 攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況85

【參考文獻】

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本文編號：739597