光储发电系统三端口DC/DC变换器硬解耦与控制方法研究

发布时间：2022-08-12 11:01

　　随着化石能源的不断消耗与全球环境问题的日益加剧,使用清洁能源替代传统化石燃料发电的需求不断增长,以微电网结构为载体的分布式发电技术为可再生能源的充分利用提供了有力支持,显示出巨大的应用潜力。其中,独立光伏发电系统是一种不与电网直接连接的发电组网方式,针对此类包含储能装置的新能源发电系统,学术界提出了能够整合多个系统单元的三端口变换器拓扑结构,与传统新能源结构相比具有变换效率高、可靠性好、系统结构紧凑等优点。本文以独立光伏发电系统为研究背景,对移相桥式三端口变换器的拓扑工作原理和硬解耦方法进行深入分析与研究。首先,通过建立变换器的Y形与?形等效模型,推导端口间的功率传输关系表达式,并利用基波等效分析法,建立变换器的小信号扰动模型。在此基础上,分析系统控制变量间的耦合关系,给出变换器各有源桥开关管的软开关实现条件和范围。其次,研究基于串联谐振网络的三端口变换器硬解耦方法。根据拓扑等效模型和谐振工作原理对解耦后变换器的功率传输模型进行推导,分析解耦网络对控制系统非线性特性的抑制作用。给出单周期内变换器的工作模态和软开关特性,为发电系统独立控制环路的设计和谐振参数的选取提供有效依据。在搭建三端... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 光伏发电应用现状
    1.3 三端口变换器研究现状
        1.3.1 三端口变换器拓扑
        1.3.2 三端口变换器控制方式
    1.4 主要研究内容
第2章 全桥三端口变换器拓扑与原理分析
    2.1 引言
    2.2 全桥三端口变换器拓扑
    2.3 稳态模型分析
        2.3.1 变换器交流等效模型
        2.3.2 变换器功率传输关系
    2.4 软开关特性分析
    2.5 小信号模型分析与对角矩阵法解耦
    2.6 拓扑仿真验证
    2.7 本章小结
第3章 三端口变换器硬解耦方法研究
    3.1 引言
    3.2 三端口变换器硬解耦拓扑
    3.3 硬解耦拓扑稳态模型分析
    3.4 工作模态分析
    3.5 小信号模型分析
    3.6 拓扑仿真验证
    3.7 本章小结
第4章 光伏-储能发电系统控制策略
    4.1 引言
    4.2 光伏电池模型与MPPT控制算法
        4.2.1 光伏电池输出特性
        4.2.2 光伏发电MPPT控制方法
    4.3 基于并行竞争的发电系统控制策略
    4.4 光伏发电系统运行分析与容量配置
        4.4.1 系统工作模式分析
        4.4.2 光伏发电系统容量配置
    4.5 控制策略仿真验证
        4.5.1 光伏MPPT算法实现
        4.5.2 蓄电池达充电上限电压
        4.5.3 蓄电池达最大充电电流
    4.6 本章小结
第5章 光储发电系统硬件平台设计与实验结果
    5.1 引言
    5.2 三端口变换器硬件平台结构
    5.3 硬件电路设计
        5.3.1 主电路设计
        5.3.2 电压采样电路设计
        5.3.3 电流采样电路设计
        5.3.4 驱动电路设计
        5.3.5 主变压器设计
        5.3.6 功率电感设计
    5.4 系统软件设计
        5.4.1 控制器主程序
        5.4.2 启动过渡子程序
        5.4.3 采样中断子程序
    5.5 实验结果与分析
        5.5.1 硬解耦拓扑稳态实验结果
        5.5.2 系统控制策略实验结果
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3675757