储能双向变流器的研制及其控制策略研究

发布时间：2017-10-11 19:42

  本文关键词：储能双向变流器的研制及其控制策略研究

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【摘要】：随着大容量电池储能技术的发展,储能对构建智能电网和发展微网起到了重要推动作用。储能双向变流器是储能设备和电网之间的能量传输通道,是研究储能系统技术的关键,对储能系统的性能和成本有很大影响。因此,研究储能双向变流器具有重要意义。本文首先介绍储能双向变流器的发展历程和分类,对双向DC/DC变流器和双向AC/DC变流器的拓扑结构和工作原理进行简要分析,并根据旋转坐标变换建立三相电压型PWM整流电路的数学模型,通过选择不同的控制策略对系统进行控制,完成电能在网侧与储能电池侧的双向流动,同时根据电流内环与电压外环的控制技术,使储能并网系统能够稳定运行。然后,利用Matlab/Simulink软件搭建储能双向变流器仿真平台,并对理论分析的内容进行仿真结果验证,在理论上实现了并网时储能双向变流器能量的双向流动。最后,按照设计方案搭建了以TMS320F28335为主控芯片的一台30W小功率储能双向变流器实验平台,介绍了软件和硬件的实现过程,完成电能在网侧与储能电池侧的双向流动。
【关键词】：储能 双向变流器 并网逆变 并网整流 双向DC/DC变流器
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 课题的研究背景及意义11
• 1.2 储能技术的发展历程与研究现状11-14
• 1.2.1 双向DC/DC变换器的研究现状12-13
• 1.2.2 双向AC/DC变换器的研究现状13
• 1.2.3 LC滤波器的PWM变流器研究现状13-14
• 1.3 储能双向变流器的分类和拓扑结构14-16
• 1.3.1 双向变流器的分类14-15
• 1.3.2 储能双向变流器的拓扑结构15-16
• 1.4 本文研究的主要内容16-17
• 第二章 储能双向变流器的基本原理17-26
• 2.1 储能双向变流器的要求17
• 2.2 储能双向变流器主要功能17
• 2.3 双向AC/DC电路拓扑结构及工作原理17-20
• 2.3.1 双向AC/DC电路拓扑结构17-19
• 2.3.2 三相电压型AC/DC电路的工作原理19-20
• 2.4 双向DC/DC电路拓扑结构及工作原理20-24
• 2.4.1 双向DC/DC电路拓扑结构20-21
• 2.4.2 双向半桥拓扑Boost电路工作原理21-23
• 2.4.3 双向半桥拓扑Buck电路工作原理23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 第三章 储能双向变流器的控制策略研究26-41
• 3.1 储能双向变流器的数学模型26-31
• 3.1.1 三相电压型PWM整流器(VSR)数学模型26-27
• 3.1.2 坐标变换27-31
• 3.1.3 三相电压型PWM整流器(VSR)DQ数学模型31
• 3.2 储能双向变流器的基本控制策略31-34
• 3.2.1 恒流控制策略31-33
• 3.2.2 定直流母线电压控制策略33-34
• 3.3 并网控制技术34-40
• 3.3.1 电流内环控制34-35
• 3.3.2 电压外环控制35-37
• 3.3.3 SPWM控制技术37-39
• 3.3.4 三相锁相环技术39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 储能双向变流器的仿真结果及分析41-47
• 4.1 恒流控制仿真分析41-43
• 4.1.1 恒流控制仿真模型建立41
• 4.1.2 恒流控制仿真结果分析41-43
• 4.2 定直流母线电压控制仿真分析43-46
• 4.2.1 定直流母线电压控制仿真模型建立44
• 4.2.2 定直流母线电压控制仿真结果分析44-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 储能双向变流器的硬件平台与实验分析47-63
• 5.1 储能双向变流器的整体方案和选择指标47-48
• 5.1.1 储能双向变流器的整体方案47
• 5.1.2 储能双向变流器的选择指标47-48
• 5.2 硬件电路48-56
• 5.2.1 控制器及其最小系统48-51
• 5.2.2 主电路参数选择51-53
• 5.2.3 开关管以及驱动电路的选取53
• 5.2.4 采样电路53-55
• 5.2.5 保护电路55
• 5.2.6 辅助电源55-56
• 5.3 软件系统56-58
• 5.3.1 主循环程序56-57
• 5.3.2 主中断程序57
• 5.3.3 故障中断程序57-58
• 5.4 实验结果与分析58-61
• 5.4.1 储能双向变流器的实验平台58-59
• 5.4.2 驱动和锁相环结果及分析59-60
• 5.4.3 并网放电模式60
• 5.4.4 并网充电模式60-61
• 5.5 本章小结61-63
• 第六章 总结与展望63-64
• 6.1 总结63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68

【参考文献】

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本文编号：1014398