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Cuk变换器在风电制氢中的应用研究

发布时间:2018-03-27 16:24

  本文选题:Cuk变换器 切入点:风电消纳 出处:《河北科技大学》2017年硕士论文


【摘要】:随着人类社会的快速发展,石油、天然气、煤炭等一次能源日益枯竭,风能、太阳能等新能源逐渐得到了世界各国的重视,其中风能以其清洁无污染、应用最广泛、蕴含量大等显著特点成为可再生能源的首要选择。但是由于风电的波动性、不稳定性,影响大规模并网运行。为了最大限度地消纳风能,由于Cuk变换器既能升压运行,又能降压运行,对风电功率波动具有较强的适应能力,非常适合应用于风电制氢系统,本文以Cuk变换器作为研究对象,对其在风电制氢系统中的应用进行深入研究。本文首先介绍了风力供电系统、风电制氢及其调节技术以及DC/DC变换器在风力发电中的研究现状。其次,分析了电解槽的负载特性,以及电解槽电极配置与等效电路之间的关系。并对Cuk变换器进行数学建模,分析了电路中两种工作模式的临界条件,并给出了电路输出电压纹波、开关电流与元件参数的关系。基于Matlab/Simulink仿真软件,对Cuk变换器进行了仿真建模,分析结果表明仿真结果与理论分析一致,理论分析对Cuk变换器的元件选型具有重要的参考意义。最后基于DSP搭建了Cuk变换器的实验装置,使用可编程直流电源模拟风电输出,实验结果表明装置设计合理,满足电解槽负载性能指标要求。
[Abstract]:With the rapid development of human society, oil, natural gas, coal and other primary energy increasingly exhausted, wind, solar energy and other new energy has gradually been the world's attention, among which wind energy for its clean and pollution-free, the most widely used. However, due to the volatility and instability of wind power, it affects large-scale grid-connected operation. In order to absorb wind energy to the maximum extent, the Cuk converter can boost up and run. It has strong adaptability to wind power fluctuation, so it is very suitable for wind power hydrogen production system. In this paper, Cuk converter is taken as the research object. Firstly, this paper introduces the wind power supply system, the hydrogen production and its regulation technology of wind power, and the research status of DC/DC converter in wind power generation. Secondly, the load characteristics of the electrolytic cell are analyzed. The relationship between the electrode configuration and equivalent circuit of the electrolysis cell is also discussed. The mathematical model of the Cuk converter is presented. The critical conditions of the two working modes in the circuit are analyzed, and the output voltage ripple of the circuit is given. Based on the Matlab/Simulink simulation software, the Cuk converter is simulated and modeled. The analysis results show that the simulation results are consistent with the theoretical analysis. The theoretical analysis is of great significance for the selection of components of Cuk converter. Finally, the experimental device of Cuk converter is built based on DSP, and the output of wind power is simulated by using programmable DC power supply. The experimental results show that the design of the device is reasonable. Meet the performance requirements of electrolytic cell load.
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM614;TM46

【参考文献】

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本文编号:1672296


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