直流微电网储能系统多重化双向DC/DC变换器的优化设计
发布时间：2021-12-10 16:35
传统能源因不够清洁、利用率低等原因使得人们把目光放在了新能源的发展上,能源利用问题已成为21世纪的热点问题。随着新能源的迅猛发展,微电网技术得到了空前的发展,作为微电网重要部分的储能系统也越来越受到科学家的关注和研究。双向DC/DC变换器（Bi-directional DC/DC Converter,简称BDC）作为储能系统的关键部分,对新能源的利用有着重要作用。受器件工艺技术的限制,单个双向DC/DC变换器已经难以满足大功率设备的需求,故多重化交错并联双向DC/DC变换器成为研究热点。多重化双向DC/DC变换器的研究对变换器功率的提升以及电能质量的优化有着重要的意义。本文以多重化BDC为分析对象,首先分析了基本的四种BDC的拓扑结构,确定以半桥BDC为基本构建多重化BDC,并对半桥BDC的工作原理进行了分析,对多重化变换器的多重化斩波关键技术-交错并联进行了介绍,最后运用状态空间平均法建立了其小信号模型。其次,分析了多重化BDC的电感和电容的电流纹波,并且基于matlab平台,利用遗传算法对多重化BDC的重数进行了优化研究。然后,根据双向DC/DC变换器的平均状态空间模型,提出了利用...
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 储能系统的结构
1.3.1 储能系统的意义与结构
1.3.2 储能方法的比较
1.4 双向DC/DC变换器简介
1.5 变换器的控制方法
1.5.1 电压控制模式
1.5.2 电流控制模式
1.6 本文研究主要内容
1.7 本章小结
第2章 变换器工作原理及建模
2.1 DC/DC变换器工作原理
2.2 半桥式DC/DC变换器组合方式
2.2.1 多重化斩波技术
2.2.2 单重化DC/DC变换器数学模型
2.3 本章小结
第3章 多重化双向DC/DC变换器的优化分析
3.1 基于半桥结构的多重化双向DC/DC变换器
3.2 电容电流纹波分析
3.3 电感电流纹波分析
3.4 遗传算法
3.4.1 算法介绍
3.4.2 仿真结果
3.5 本章小结
第4章 多重化双向DC/DC变换器控制策略
4.1 DC/DC变换器控制原理与方法
4.2 双向DC/DC变换器的状态空间模型
4.3 DC/DC变换器双闭环控制设计
4.3.1 电流环控制器参数设计
4.3.2 降压变换器电压环控制器
4.3.3 升压变换器电压环控制器
4.4 多重化DC/DC变换器的均流方法
4.5 本章小结
第5章 双向DC/DC变换器的实验研究
5.1 参数设计
5.2 变换器的建模与仿真
5.2.1 单重化双向DC/DC变换器建模
5.2.2 三重化DC/DC变换器建模
5.3 双向DC/DC变换器的实现
5.3.1 硬件电路设计
5.3.2 软件设计
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 本文工作的总结与分析
6.2 对未来工作的展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
附录A
附录B
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于解耦理论的低压微电网下垂控制优化研究[J]. 王长云,李春兰,石砦,汪泽,曹成帅. 可再生能源. 2017(02)
[2]一种适用于直流微电网的自主式控制策略研究[J]. 侯朋飞,王金全,徐晔,李建科,严鋆. 船电技术. 2017(02)
[3]遗传算法的原理及应用[J]. 周现甫. 科技展望. 2017(03)
[4]基于遗传算法的负刚度装置优化布置[J]. 孙彤,李宏男,Satish Nagarajaiah. 大连理工大学学报. 2017(01)
[5]微电网技术在中国的研究应用现状和前景展望[J]. 李越嘉,杨莹,常国祥. 中国电力. 2016(S1)
[6]基于电流可逆斩波电路的光伏储能系统建模与仿真[J]. 苏人奇,任国臣,程海军. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2016(04)
[7]光储微电网锌溴电池储能系统功率优化控制[J]. 冯鑫振,胡金杭,桑丙玉,刘欢,吕振华. 电源技术. 2016(07)
[8]一种新型软开关DC-DCPWM升压变换器设计[J]. 徐进,帅立国. 电子器件. 2016(02)
[9]半功率DCDC变换器自适应反演滑模控制器设计[J]. 王必荣,郭兴众,黄宜庆,王硕. 安徽工程大学学报. 2016(02)
[10]双向全桥DC-DC变换器高效能控制研究与实现[J]. 许正平,李俊. 电力系统保护与控制. 2016(02)
硕士论文
[1]基于锌溴电池储能系统的高效率双向DC/DC变换器的研究[D]. 肖旭.南京航空航天大学 2014
[2]双向DC/DC变换器及电池能量管理系统研究[D]. 罗咏.华中科技大学 2013
[3]基于遗传算法的多目标优化问题的研究与应用[D]. 徐磊.中南大学 2007
本文编号：3532995
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 储能系统的结构
1.3.1 储能系统的意义与结构
1.3.2 储能方法的比较
1.4 双向DC/DC变换器简介
1.5 变换器的控制方法
1.5.1 电压控制模式
1.5.2 电流控制模式
1.6 本文研究主要内容
1.7 本章小结
第2章 变换器工作原理及建模
2.1 DC/DC变换器工作原理
2.2 半桥式DC/DC变换器组合方式
2.2.1 多重化斩波技术
2.2.2 单重化DC/DC变换器数学模型
2.3 本章小结
第3章 多重化双向DC/DC变换器的优化分析
3.1 基于半桥结构的多重化双向DC/DC变换器
3.2 电容电流纹波分析
3.3 电感电流纹波分析
3.4 遗传算法
3.4.1 算法介绍
3.4.2 仿真结果
3.5 本章小结
第4章 多重化双向DC/DC变换器控制策略
4.1 DC/DC变换器控制原理与方法
4.2 双向DC/DC变换器的状态空间模型
4.3 DC/DC变换器双闭环控制设计
4.3.1 电流环控制器参数设计
4.3.2 降压变换器电压环控制器
4.3.3 升压变换器电压环控制器
4.4 多重化DC/DC变换器的均流方法
4.5 本章小结
第5章 双向DC/DC变换器的实验研究
5.1 参数设计
5.2 变换器的建模与仿真
5.2.1 单重化双向DC/DC变换器建模
5.2.2 三重化DC/DC变换器建模
5.3 双向DC/DC变换器的实现
5.3.1 硬件电路设计
5.3.2 软件设计
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 本文工作的总结与分析
6.2 对未来工作的展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
附录A
附录B
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于解耦理论的低压微电网下垂控制优化研究[J]. 王长云,李春兰,石砦,汪泽,曹成帅. 可再生能源. 2017(02)
[2]一种适用于直流微电网的自主式控制策略研究[J]. 侯朋飞,王金全,徐晔,李建科,严鋆. 船电技术. 2017(02)
[3]遗传算法的原理及应用[J]. 周现甫. 科技展望. 2017(03)
[4]基于遗传算法的负刚度装置优化布置[J]. 孙彤,李宏男,Satish Nagarajaiah. 大连理工大学学报. 2017(01)
[5]微电网技术在中国的研究应用现状和前景展望[J]. 李越嘉,杨莹,常国祥. 中国电力. 2016(S1)
[6]基于电流可逆斩波电路的光伏储能系统建模与仿真[J]. 苏人奇,任国臣,程海军. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2016(04)
[7]光储微电网锌溴电池储能系统功率优化控制[J]. 冯鑫振,胡金杭,桑丙玉,刘欢,吕振华. 电源技术. 2016(07)
[8]一种新型软开关DC-DCPWM升压变换器设计[J]. 徐进,帅立国. 电子器件. 2016(02)
[9]半功率DCDC变换器自适应反演滑模控制器设计[J]. 王必荣,郭兴众,黄宜庆,王硕. 安徽工程大学学报. 2016(02)
[10]双向全桥DC-DC变换器高效能控制研究与实现[J]. 许正平,李俊. 电力系统保护与控制. 2016(02)
硕士论文
[1]基于锌溴电池储能系统的高效率双向DC/DC变换器的研究[D]. 肖旭.南京航空航天大学 2014
[2]双向DC/DC变换器及电池能量管理系统研究[D]. 罗咏.华中科技大学 2013
[3]基于遗传算法的多目标优化问题的研究与应用[D]. 徐磊.中南大学 2007
本文编号：3532995
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