船用大容量并网充放电装置技术研究与应用

发布时间：2017-09-20 08:36

  本文关键词：船用大容量并网充放电装置技术研究与应用

  更多相关文章： 双闭环控制 内模控制 陷波滤波器 并网充放电装置 软件锁相环

【摘要】：近年来,随着蓄电池技术的发展,越来越多的大型船舶都将其作为一种储能装置。与此同时大容量蓄电池的充放电技术发展与提高跟蓄电池性能以及寿命的提升密不可分,同时也决定着并网充放电装置对电网的污染程度。因此,高性能的并网充放电装置的开发应用成为了船用充放电装置发展的必然趋势。如何使装置功率因素接近1,对蓄电池进行智能充电,以及如何实现并网充放电同时降低对船电电网的污染是现今船用大容量充放电装置的研究热点。着重从技术上分析了充放电装置所采用的各种控制策略,结合内模控制算法对传统的PI控制结构进行优化改进,同时重点研究了系统在运行过程中可能出现的故障导致系统在电压、电流及其频率上的变化模型,采取多参数融合算法,提高了故障检测的可靠性。本文的主要工作为:1、分析了并网充放电装置中采用的SVPWM技术的原理,利用前馈解耦对其解耦。同时根据传统电压电流双环PI控制的原理及数学模型的分析,通过结合内模控制对系统的控制策略进行优化。2、对装置中关键的单同步旋转坐标系软件锁相环技术原理进行详细分析,通过加陷波滤波器在结构上对其进行改进,使其抗干扰性明显提高。3、重点研究了系统缺相、孤岛产生的机理,采取多参数融合算法,提高了故障检测、保护的可靠性。4、经过对并网充放电装置的仿真模拟和实际系统的实验,结果表明对控制策略的优化、相位锁定、保护检测算法的有效性和可行性。
【关键词】：双闭环控制 内模控制 陷波滤波器 并网充放电装置 软件锁相环
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U665.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景10
• 1.2 大容量并网充放电装置的发展和研究现状10-11
• 1.3 研究目的与意义11-12
• 1.4 研究主要内容和论文结构12-14
• 第2章 并网充放电装置主电路方案与脉宽调制技术研究14-25
• 2.1 并网充放电装置主电路方案研究14-19
• 2.1.1 PWM整流电路数学模型分析15-17
• 2.1.2 双向DC/DC模块数学模型分析17-19
• 2.2 空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）的研究19-24
• 2.2.1 三相整流器的空间矢量技术分析19-23
• 2.2.2 基本矢量作用时间与开关量生成23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第3章 并网充放电装置控制策略研究25-39
• 3.1 三相三线系统坐标系转换数学模型分析25-26
• 3.2 三相PWM整流器解耦控制26-28
• 3.2.1 前馈解耦控制策略研究27-28
• 3.3 PWM整流器双闭环控制的研究与设计28-32
• 3.3.1 电流内环控制设计28-30
• 3.3.2 电压外环控制设计30-31
• 3.3.3 PWM整流器状态切换分析31-32
• 3.4 内模双闭环PID控制32-38
• 3.4.1 内模控制原理32-33
• 3.4.2 内模控制的一般设计33-35
• 3.4.3 基于内模PID控制电流内环分析与设计35-36
• 3.4.4 基于内模PID控制电压外环分析与设计36-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第4章 系统锁相技术与关键保护技术分析与应用39-53
• 4.1 锁相环技术39-44
• 4.1.1 单同步坐标系锁相环原理39-40
• 4.1.2 单同步坐标系锁相环设计40-41
• 4.1.3 电网电压不平衡下单同步坐标系锁相环的分析与优化设计41-42
• 4.1.4 仿真验证42-44
• 4.2 缺相保护44-47
• 4.2.1 三相电压检测法盲区分析44-45
• 4.2.2 直流电压母线检测盲区分析45-46
• 4.2.3 改进型缺相检测保护46-47
• 4.3 孤岛保护47-52
• 4.3.1 孤岛检测方法简介47-48
• 4.3.2 被动检测法的原理以及盲区分析48-51
• 4.3.3 主动检测法的原理及应用51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第5章 并网充放电系统仿真及实验平台的实验与结果53-65
• 5.1 系统主要硬件参数设计53-58
• 5.1.1 变压器选型53-54
• 5.1.2 直流电抗器选型54-55
• 5.1.3 DC-link电容选型55-56
• 5.1.4 四阶巴特沃斯低通滤波器设计56-58
• 5.2 系统控制软件设计58-60
• 5.2.1 主程序软件设计58-59
• 5.2.2 AD中断程序设计59-60
• 5.3 仿真实验结果与实际系统运行结果60-64
• 5.3.1 仿真实验与结果60-63
• 5.3.2 实际设备实验结果63-64
• 5.4 本章小结64-65
• 第6章 结论与展望65-67
• 6.1 结论65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-69
• 致谢69-70
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果70

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本文编号：887035