用于电池储能系统的双向DC/DC变换器研究

发布时间：2020-12-15 14:44

　　随着社会的快速发展,电力系统的发展呈现负荷持续增加、新能源接入占比扩大、调峰手段有限等方方面面问题,这些问题对我们的生活造成了非常大的隐患。各种要求比较高的电池储能系统已预算在电力系统建设中,电池储能系统在电力系统里的主要作用是削峰填谷进而缓解供电中用电负荷不稳定的矛盾、提高电网运行稳定性,安全性进而提高供电质量,有利于可再生能源的广泛应用。双向DC/DC变换器是整个电池储能系统的核心单元,双向DC/DC变换器的效果决定着着整个电池储能系统的质量。因此,对其进行研究有很重大的现实意义。本文以双极型储能系统中双向DC/DC变换器作为重点研究对象,查阅国内外文献,确定了储能系统设计的目标,选用非隔离型的双向半桥拓扑结构,详细介绍了 BUCK,BOOST工作原理并利用状态空间平均法推导了其小信号模型为后面的控制器的设计作了铺垫。重点研究了蓄电池充放电的控制策略,利用电流环完成了对电池的恒流充放电模式的设计,利用外环电压环和内环电流环双闭环的设计实现了对电池的恒压充电,并设计了 PI控制器的参数,最后利用MTALAB仿真软件搭建仿真模型进而验证了控制器参数设计的可行性。本文设计了系统中双向DC... 

【文章来源】：安徽理工大学安徽省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 双向DC/DC变换器的拓扑结构
        1.2.2 双向DC/DC变换器的控制方法
        1.2.3 双向DC/DC变换器的建模方法
    1.3 本文的研究内容
2 双向DC/DC变换器工作原理与小信号模型的建立
    2.1 储能系统特性的分析
    2.2 双向DC/DC变换器拓扑选定
    2.3 双向DC/DC变换器工作原理
        2.3.1 BUCK模式分析
        2.3.2 BOOST模式分析
    2.4 系统的数学模型的建立
        2.4.1 BUCK工作模式小信号模型
        2.4.2 BOOST工作模式小信号模型
    2.5 本章小结
3 双向DC/DC变换器控制系统设计及仿真
    3.1 双向DC/DC变换器的控制原理
    3.2 恒流充电模式下的控制器设计
    3.3 恒压充电模式下的控制器设计
    3.4 恒流放电模式下的控制器设计
    3.5 双向DC/DC变换器控制系统仿真
        3.5.1 稳态仿真分析
        3.5.2 动态仿真分析
    3.6 本章小结
4 系统软硬件设计
    4.1 系统整体设计方案
    4.2 主电路参数的设计
        4.2.1 主功率器件的选择
        4.2.2 滤波电感L和两侧电容的确定
    4.3 控制电路的设计
        4.3.1 检测与调理电路的设计
        4.3.2 保护电路设计
        4.3.3 驱动电路设计
    4.4 系统的软件设计
        4.4.1 系统主程序及子程序的设计
        4.4.2 系统控制算法的实现
    4.5 本章小结
5 结论与期望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]电力电池储能系统应用与展望[J]. 董晓文,何维国,蒋心泽,王佳斌,钱晨巍.  供用电. 2011(01)
[2]大容量电池储能系统PCS拓扑结构研究[J]. 李战鹰,胡玉峰,吴俊阳.  南方电网技术. 2010(05)
[3]MW级电池储能站在电网中的应用[J]. 史正军,李勇琦.  科技风. 2010(19)
[4]一种双闭环控制隔离Boost变换器起动控制策略[J]. 梁永春,许丽川,严仰光.  中国电机工程学报. 2010(24)
[5]多重化双向DC-DC变换器在DCM状态下电感电流纹波研究[J]. 张骁,宋义超.  船电技术. 2010(06)
[6]电池储能技术在35kV航头变电站的示范应用[J]. 张学庆.  上海电力. 2008(05)
[7]电动汽车对称半桥DC/DC变换器的建模和控制[J]. 王成悦,张兴,杨淑英,谢震.  电力电子技术. 2008(10)
[8]电池储能系统在电力系统中的应用[J]. 孔令怡,廖丽莹,张海武,赵家万.  电气开关. 2008(05)
[9]多重化双向DC-DC变换器PI滑模变结构控制策略研究[J]. 陈明,汪光森,马伟明.  电力自动化设备. 2008(04)
[10]一种独立光伏发电系统双向变换器的控制策略[J]. 廖志凌,阮新波.  电工技术学报. 2008(01)

博士论文
[1]数字移相控制隔离型半桥双向DC/DC变换器研究[D]. 马学军.华中科技大学 2005
[2]大功率双向DC-DC变换器拓扑结构及其分析理论研究[D]. 许海平.中国科学院研究生院（电工研究所） 2005

硕士论文
[1]基于DSP的交错并联双向DC/DC变换器研究[D]. 杨刚.西南交通大学 2015
[2]用于储能系统的多重化双向DC/DC变换器的研究[D]. 汪铭.华中科技大学 2014
[3]双向DC/DC变换器的数字控制研究与设计[D]. 曹旭.武汉理工大学 2013
[4]用于电动汽车的交错并联双向DC/DC变换器设计[D]. 孙文.浙江大学 2012
[5]非理想DC-DC开关变换器的建模分析与仿真[D]. 程心.合肥工业大学 2009
[6]DC/DC变换器的模糊控制方法研究[D]. 夏顺贵.江南大学 2008
[7]非线性控制策略在DC-DC电力电子变换器中的应用[D]. 闫媛媛.山东大学 2007
[8]推挽全桥双向DC-DC变换器的研究[D]. 钱荔.南京航空航天大学 2007
[9]风光互补发电系统中蓄电池充放电控制器的研究[D]. 钟勇.合肥工业大学 2006
[10]基于DSP控制的PWM型开关电源的研究与开发[D]. 崔德友.大连理工大学 2006



本文编号：2918460