基于级联半桥拓扑的储能系统研究与设计
发布时间：2021-07-04 02:42
为应对即将到来的能源和环境困境,将电动汽车退运电池进行梯次利用,已成为学术界和工业界共识,但电池类型多样、结构各异、容量衰减不同,如何再成组、运行管理,以降低成本,是该产业发展中亟待解决的关键问题。目前国内外研究聚焦于电池重组、寿命预测、离散整合管理等,其中,电池柔性成组技术,借助电力电子装置实现多电池间接成组,具备电池状态监测和独立功率控制,提高能量利用率,降低了一致性要求和成本,也适合新电池,具有极好的发展前景。针对级联半桥拓扑储能系统,重点研究模块分布式控制、系统稳定性和运行性能,并将成果应用于工程化柔性储能变流器中,主要从以下几个方面展开。（1）分析级联半桥拓扑储能系统的工作原理。电池与半桥拓扑装置构成电池功率模块,具有独立控制核心,模块输出串联构成储能组串,多个组串并联构成储能系统。级联半桥拓扑适合中低压直流母线、中等功率应用,分布式控制适合成本控制较高的场合。从电池功率模块的基本原理和参数设计出发,提出模块的多重化调制方法,并进行系统参数设计,评估脉冲死区时间对控制的影响,通过仿真和实验验证了多模块的载波移相方法。（2）针对级联半桥拓扑储能系统,进行分布式控制设计。将微网中...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一第一类电他储能变换器结构示意图
图１－５非隔离型双向ＤＣ／ＤＣ拓扑??Ｆｉｇ．?１－５?Ｎｏｎ－ｉｓｏｌａｔｅｄ?ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ?ＤＣ／ＤＣ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??隔离型双向ＤＣ／ＤＣ拓扑中，研究比较热门的方向，包括图１－６所示的隔离型??双向全桥ＤＣ／ＤＣ［２５］，以及图１－７所示的ＬＬＣ谐振型隔离ＤＣ／ＤＣ［２６＿２７］。隔离型双??向全桥ＤＣ／ＤＣ应用较早，具有成熟的理论和应用设计，在储能充放电控制中得到??已广泛应用。ＬＬＣ拓扑易于实现软开关，从而获得高效率，高功率密度，近年来??得到越来越多的ｙ究ｆ推广，对开关管的导通电阻、栅极电荷等要求更高。??＊?１１水：Ｌｓ２?ｍｉ??ｉｊｆｆ?＿??图１－６隔离型双向全桥ＤＣ／ＤＣ拓扑??Ｆｉｇ．?１－６?Ｉｓｏｌａｔｅｄ?ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ?ｆｕｌｌ?ｂｒｉｄｇｅ?ＤＣ／ＤＣ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??ｖＴ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]双向LLC谐振变换器的变频-移相控制方法[J]. 陶文栋,王玉斌,张丰一,曲增彬,潘腾腾. 电工技术学报. 2018(24)
[2]基于应用需求的退役电池梯次利用安全策略[J]. 吴小员,王俊祥,田维超,左哲伦. 储能科学与技术. 2018(06)
[3]中国动力电池回收利用产业商业模式研究[J]. 陶志军,贾晓峰. 汽车工业研究. 2018(10)
[4]用于电池储能系统的级联式电力电子变压器均衡及协调控制[J]. 孙玉巍,付超,李永刚,刘教民,李正文. 电力系统自动化. 2018(18)
[5]中国储能产业中动力电池梯次利用的商业价值[J]. 张雷,刘颖琦,张力,庞贝贝. 北京理工大学学报(社会科学版). 2018(06)
[6]快速收敛的梯次电池成组技术[J]. 李圆圆,霍炜,朱智富,张翼,陈冲,李水根. 高电压技术. 2018(01)
[7]分布式逆变器并网系统谐振机理研究[J]. 王一,刘树,刘建政,梅红明,陈莉. 中国电机工程学报. 2018(09)
[8]电池储能系统运行控制与应用方法综述及展望[J]. 李相俊,王上行,惠东. 电网技术. 2017(10)
[9]梯次利用电池储能电站经济性评估方法研究[J]. 李娜,刘喜梅,白恺,董建明,孙丙香,龚敏明. 可再生能源. 2017(06)
[10]新能源并网系统引发的复杂振荡问题及其对策研究[J]. 李明节,于钊,许涛,贺静波,王超,谢小荣,刘纯. 电网技术. 2017(04)
博士论文
[1]直流微电网协调控制及其稳定性研究[D]. 支娜.西安理工大学 2016
[2]储能型模块化多电平变换器的关键技术研究[D]. 吉宇.东南大学 2015
硕士论文
[1]基于Floquet理论的直流分布式电源系统建模与稳定性分析[D]. 任芳.北京交通大学 2018
[2]电池柔性成组储能系统能量利用率分析及优化控制[D]. 刁伟萍.北京交通大学 2017
[3]电动汽车用锂离子电池健康特征参数提取方法研究[D]. 胡泽徽.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于电池柔性成组技术的储能变流器研究[D]. 赵宇.北京交通大学 2016
[5]直流开关变换器的精确建模和稳定性分析方法研究[D]. 尚佳宁.北京交通大学 2016
[6]动力电池梯次开发利用及经济性研究[D]. 王维.华北电力大学 2015
本文编号：3263863
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一第一类电他储能变换器结构示意图
图１－５非隔离型双向ＤＣ／ＤＣ拓扑??Ｆｉｇ．?１－５?Ｎｏｎ－ｉｓｏｌａｔｅｄ?ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ?ＤＣ／ＤＣ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??隔离型双向ＤＣ／ＤＣ拓扑中，研究比较热门的方向，包括图１－６所示的隔离型??双向全桥ＤＣ／ＤＣ［２５］，以及图１－７所示的ＬＬＣ谐振型隔离ＤＣ／ＤＣ［２６＿２７］。隔离型双??向全桥ＤＣ／ＤＣ应用较早，具有成熟的理论和应用设计，在储能充放电控制中得到??已广泛应用。ＬＬＣ拓扑易于实现软开关，从而获得高效率，高功率密度，近年来??得到越来越多的ｙ究ｆ推广，对开关管的导通电阻、栅极电荷等要求更高。??＊?１１水：Ｌｓ２?ｍｉ??ｉｊｆｆ?＿??图１－６隔离型双向全桥ＤＣ／ＤＣ拓扑??Ｆｉｇ．?１－６?Ｉｓｏｌａｔｅｄ?ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ?ｆｕｌｌ?ｂｒｉｄｇｅ?ＤＣ／ＤＣ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??ｖＴ
Ｌｖｔ２?Ｌ?ｖｔ４??」９」９??图１－４单级拓扑的电池储能变换器??Ｆｉｇ．ｌ?－４?Ｂａｔｔｅｒｙ?ｅｎｅｒｇｙ?ｓｔｏｒａｇｅ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ?ｏｆ?ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔａｇｅ?ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ??￣￣ｒ＾ｉ?ｒ￣??Ｚｂｌ?Ｊ?Ｃｂｌ?＋?直?电?Ｃｂ２?」“１??电＾Ｔ－?｜?池?Ｔ?Ｔ?直???Ｔ?－?－－〇?丨１?Ｔ?—Ｕ?端??（ａ）储能升压型?（ｂ）储能降压型??图１－５非隔离型双向ＤＣ／ＤＣ拓扑??Ｆｉｇ．?１－５?Ｎｏｎ－ｉｓｏｌａｔｅｄ?ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ?ＤＣ／ＤＣ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??隔离型双向ＤＣ／ＤＣ拓扑中，研究比较热门的方向，包括图１－６所示的隔离型??双向全桥ＤＣ／ＤＣ［２５］，以及图１－７所示的ＬＬＣ谐振型隔离ＤＣ／ＤＣ［２６＿２７］。隔离型双??向全桥ＤＣ／ＤＣ应用较早，具有成熟的理论和应用设计，在储能充放电控制中得到??已广泛应用。ＬＬＣ拓扑易于实现软开关，从而获得高效率，高功率密度，近年来??得到越来越多的究推广，对开关管的导通电阻、栅极电荷等要求更高。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]双向LLC谐振变换器的变频-移相控制方法[J]. 陶文栋,王玉斌,张丰一,曲增彬,潘腾腾. 电工技术学报. 2018(24)
[2]基于应用需求的退役电池梯次利用安全策略[J]. 吴小员,王俊祥,田维超,左哲伦. 储能科学与技术. 2018(06)
[3]中国动力电池回收利用产业商业模式研究[J]. 陶志军,贾晓峰. 汽车工业研究. 2018(10)
[4]用于电池储能系统的级联式电力电子变压器均衡及协调控制[J]. 孙玉巍,付超,李永刚,刘教民,李正文. 电力系统自动化. 2018(18)
[5]中国储能产业中动力电池梯次利用的商业价值[J]. 张雷,刘颖琦,张力,庞贝贝. 北京理工大学学报(社会科学版). 2018(06)
[6]快速收敛的梯次电池成组技术[J]. 李圆圆,霍炜,朱智富,张翼,陈冲,李水根. 高电压技术. 2018(01)
[7]分布式逆变器并网系统谐振机理研究[J]. 王一,刘树,刘建政,梅红明,陈莉. 中国电机工程学报. 2018(09)
[8]电池储能系统运行控制与应用方法综述及展望[J]. 李相俊,王上行,惠东. 电网技术. 2017(10)
[9]梯次利用电池储能电站经济性评估方法研究[J]. 李娜,刘喜梅,白恺,董建明,孙丙香,龚敏明. 可再生能源. 2017(06)
[10]新能源并网系统引发的复杂振荡问题及其对策研究[J]. 李明节,于钊,许涛,贺静波,王超,谢小荣,刘纯. 电网技术. 2017(04)
博士论文
[1]直流微电网协调控制及其稳定性研究[D]. 支娜.西安理工大学 2016
[2]储能型模块化多电平变换器的关键技术研究[D]. 吉宇.东南大学 2015
硕士论文
[1]基于Floquet理论的直流分布式电源系统建模与稳定性分析[D]. 任芳.北京交通大学 2018
[2]电池柔性成组储能系统能量利用率分析及优化控制[D]. 刁伟萍.北京交通大学 2017
[3]电动汽车用锂离子电池健康特征参数提取方法研究[D]. 胡泽徽.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于电池柔性成组技术的储能变流器研究[D]. 赵宇.北京交通大学 2016
[5]直流开关变换器的精确建模和稳定性分析方法研究[D]. 尚佳宁.北京交通大学 2016
[6]动力电池梯次开发利用及经济性研究[D]. 王维.华北电力大学 2015
本文编号：3263863
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