20KW的储能功率变换系统
本文选题:微电网 + SVPWM ; 参考:《安徽工程大学》2017年硕士论文
【摘要】:面对日益严峻的环境问题和能源短缺危机,全球各国学者正在积极寻求新型可再生能源用来替代传统的化石能源。太阳能以及风能因其分布面广,易于获取而且清洁无污染,被越来越多的人们重视。由这些新型分布式电源、储能系统以及负载组成的智能微电网系统减轻了大电网供电的压力,因此微电网的发展显示出极高的实用意义。储能功率变换系统作为分布式电源与大电网之间的重要接口,在微电网系统中起到了关键性的作用,而储能变换系统所采用的控制策略是其核心技术,对微电网系统的输出电能质量和电压电流的控制有着重要的影响。本文以学校110KW光伏微网系统为研究平台,设计并搭建了一个20KW的储能功率变换系统平台。本文主要开展了以下几个方面的研究工作。首先介绍了新型微电网的发展状况以及储能系统的种类及作用,其次,重点分析了储能功率变换器的类型、拓扑结构以及基本工作原理,并提出了总体的结构设计框架,分别介绍各个模块的功能,又分析它们的选型和参数设计,其中包括逆变电路、LC滤波模块、IGBT驱动电路、电压电流采样模块,并以DSP2812为控制芯片设计了主控电路及其外围电路,还对一些重要的元器件的参数选型提供了计算的依据和方法,同时对关键的电路图也给出了相应的设计。再次,对处理器芯片DSP2812相应的引脚进行配置,对SVPWM调制技术原理进行了深入的分析和研究,对比SPWM调制方法验证了该调制方法的优越性,并采用离网下的VF控制策略和并网下的PQ控制策略,对储能功率变换系统的软件进行了设计,主要包括对DSP2812程序的初始化、电压电流采样程序、数据计算程序、PWM程序、功率保护程序、PI控制程序的设计。最后完成了储能功率变换系统的独立测试并记录各项指标性能,并对系统的实验波形进行了分析,验证了本文的理论分析。
[Abstract]:Facing the increasingly severe environmental problems and the crisis of energy shortage, scholars all over the world are actively seeking new renewable energy to replace the traditional fossil energy. Solar and wind energy have attracted more and more attention because of their wide distribution, easy access and clean and pollution-free. The smart microgrid system composed of these new distributed generation, energy storage system and load reduces the pressure of power supply in large power grid, so the development of microgrid has high practical significance. As an important interface between distributed generation and large power grid, the energy storage power conversion system plays a key role in the microgrid system, and the control strategy used in the energy storage conversion system is its core technology. It has an important influence on the output power quality and voltage and current control of microgrid system. Based on school 110KW photovoltaic microgrid system, an energy storage power conversion system platform of 20KW is designed and built in this paper. This paper mainly carried out the following aspects of research work. Firstly, the development of the new microgrid and the types and functions of the energy storage system are introduced. Secondly, the type, topology and basic working principle of the energy storage power converter are analyzed, and the overall structure design framework is proposed. The functions of each module are introduced, and their selection and parameter design are analyzed, including inverter circuit, LC filter module, voltage and current sampling module. The main control circuit and its peripheral circuit are designed with DSP2812 as the control chip. It also provides the basis and method for the parameter selection of some important components, and also gives the corresponding design for the key circuit diagram. Thirdly, the DSP2812 pin of processor chip is configured, the principle of SVPWM modulation technology is deeply analyzed and studied, and the superiority of this modulation method is verified by comparing the SPWM modulation method. Using the off-grid VF control strategy and the PQ control strategy, the software of the energy storage power conversion system is designed, including initialization of the DSP2812 program, voltage and current sampling program, and data calculation program. Power protection program Pi control program design. Finally, the independent test of the energy storage power conversion system is completed and the performance of each index is recorded. The experimental waveforms of the system are analyzed, and the theoretical analysis of this paper is verified.
【学位授予单位】:安徽工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM46;TM727
【参考文献】
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,本文编号:1893752
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