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三电平超级电容储能变流器的直接电流控制策略的研究

发布时间:2018-10-25 06:44
【摘要】:随着经济的飞速发展,节能环保问题越来越受到人们的关注。因此超级电容应运而生,超级电容器以其大容量、高功率密度、快速充放电、高效、循环寿命长、无污染等优势,在城轨、电动车、提升系统和电力系统等方面应用广泛。本文主要对直接电流控制的三电平超级电容控制策略进行研究,内容如下:首先,本文讲述了三电平变换器的工作原理,推导了不同运行模式下输入输出电压关系和电流连续与断续的临界电感,绘制了三电平超级电容储能变换器电感电流纹波与占空比的关系,并与两电平双向变换器进行了对比。其次,分析了三电平双向DC-DC变换器开关矢量对其直流侧中点电位的影响,对交错控制的三电平双向DC-DC变换器进行了仿真。针对其不能实时调节直流侧中点电位问题,分析了 Boost和Buck模式下三电平变换器开关矢量对电感电流的影响,本文提出了采用直接电流控制完成了三电平超级电容储能变流器的充放电控制,利用三电平冗余的开关矢量对直流侧中点电位进行实时调整。采用用PSIM仿真软件搭建了三电平双向DC-DC超级电容储能变流器的模型,验证了本文算法的正确性。该法结构简单、响应快,直流侧中点电位平衡效果好。最后,搭建了以TMS320F28335为控制核心的三电平双向DC-DC超级电容储能变流器实验平台,完成了相关算法实验。
[Abstract]:With the rapid development of economy, people pay more and more attention to the problem of energy saving and environmental protection. Supercapacitors are widely used in urban rail, electric vehicle, lifting system and power system because of their advantages such as large capacity, high power density, rapid charge and discharge, high efficiency, long cycle life, no pollution and so on. The main contents of this paper are as follows: firstly, the principle of the three-level converter is described. The relationship between the input and output voltage and the continuous and intermittent critical inductance is derived in different operation modes. The relationship between the current ripple and duty cycle of the three-level super capacitor energy storage converter is drawn and compared with the two-level bi-directional converter. Secondly, the effect of switching vector on DC neutral point potential of three-level bi-directional DC-DC converter is analyzed, and the three-level bi-directional DC-DC converter controlled by interleaving is simulated. Aiming at the problem that the neutral point potential of DC side can not be adjusted in real time, the effect of switching vector of three-level converter in Boost and Buck mode on inductance current is analyzed. In this paper, direct current control is used to control the charge and discharge of a three-level super capacitor energy storage converter. The three-level redundant switching vector is used to adjust the DC neutral point potential in real time. The model of three level bidirectional DC-DC super capacitor energy storage converter is built by using PSIM simulation software, and the correctness of this algorithm is verified. The method is simple in structure, quick in response and good in balancing the midpoint potential of DC side. Finally, a three-level bidirectional DC-DC super capacitor energy storage converter with TMS320F28335 as the control core is built, and the related algorithm experiment is completed.
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM46

【参考文献】

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本文编号:2292936

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