蓄电池充放电双向变流器及其多模式控制策略研究
发布时间：2022-10-06 20:34
蓄电池型电源系统因具有电压稳定、输出电流大、配置灵活等优点,在平顶磁场电源、不间断电源、新能源等领域得到广泛应用。蓄电池充放电双向变流器作为蓄电池型电源应用的核心单元,在蓄电池化成、核对性检测、维护等蓄电池充放电过程中起着关键作用,其性能对蓄电池充电性能、能源利用率、网侧电力质量和蓄电池型电源的可靠性有重要影响。随着蓄电池型电源容量规模的不断扩大,对大容量、多功能、模块化可扩展、数字智能化、高效率的双向变流器的研究具有重要现实意义。本文针对国内外蓄电池充放电装置存在的高耗能、容量小、数字化程度低、难以灵活应用等问题,以一种高变压比、高功率因数的蓄电池充放电级联变流器为研究对象,对级联系统的多模式协调控制进行了研究,提出了以ARM+DSP+FPGA为核心、由上位机+中位机+下位机构成的三级数字控制方案,研制了具有节能高效、可接入多组蓄电池、各组蓄电池灵活配置及各模块独立控制等特点的充放电装置,提高了装置的稳定性、数字化和智能化程度,为充放电装置的大规模应用奠定了基础。本文首先对两级式双向级联变流器不同模态下的工作原理进行了分析,建立了各模态下的小信号动态模型,设计了基于前馈解耦的网侧电流...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 蓄电池组充放电技术及装置研究现状
1.3 基于双向变流器的充放电系统相关技术研究现状
1.4 本文研究的主要内容及章节安排
2 充放电变流器原理及多模式控制器设计
2.1 引言
2.2 双向变流系统拓扑结构及工作原理
2.3 AC/DC变换器工作分析和控制器设计
2.4 双向DC-DC的工作原理和多模式控制器设计
2.5 本章小结
3 充放电系统主电路设计
3.1 系统的性能指标及硬件构成
3.2 三相PWM整流器主电路设计
3.3 DC-DC直流斩波电路设计
3.4 预充电电路及其它相关电路设计
3.5 充放电装置系统电路结构
3.6 本章小结
4 双向变流器控制系统实现
4.1 控制系统实现方案
4.2 核心控制子板及核心处理器
4.3 硬件电路功能模块设计
4.4 控制系统软件设计及算法实现
4.5 本章小结
5 仿真及试验结果分析
5.1 充放电系统仿真与分析
5.2 充放电装置实验及结果分析
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]联网型直流微电网并联双向变流器分层控制（英文）[J]. Hui-yong HU,Yong-gang PENG,Yang-hong XIA,Xiao-ming WANG,Wei WEI,Miao YU. Frontiers of Information Technology ＆ Electronic Engineering. 2017(12)
[2]双向DC-AC变流器及其运用综述[J]. 卢德祥,杜伟. 电气开关. 2017(03)
[3]微网蓄电池储能系统滤波及并网控制策略[J]. 曾祥军,李凤婷,路亮,王一波. 电力自动化设备. 2017(04)
[4]智能电网中储能蓄电池组建模与仿真[J]. 孔飞飞,何建森,李全,马孝明,胡晋华. 电源技术. 2017(03)
[5]一种基于模糊逻辑的蓄电池荷电状态的测算方法[J]. 肖辽亮. 电源技术. 2017(02)
[6]大电压比双向变流器的软启动策略[J]. 徐驰,王宇翔,顾云杰,李武华,何湘宁. 电工技术学报. 2016(06)
[7]钒液流储能变流器双向DC/DC四阶段控制策略[J]. 沈正斌,李鹏,盘宏斌,郭有贵. 电力电子技术. 2016(02)
[8]脉冲强磁场技术发展现状与趋势[J]. 彭涛,李亮. 物理. 2016(01)
[9]直流微网混合储能控制及系统分层协调控制策略[J]. 孟润泉,刘家赢,文波,韩肖清. 高电压技术. 2015(07)
[10]能量信息化和互联网化管控技术及其在分布式电池储能系统中的应用[J]. 慈松. 中国电机工程学报. 2015(14)
硕士论文
[1]基于双向能量转换系统（PCS）的DSP+FPGA控制器的设计[D]. 蒋祖运.广西大学 2017
[2]充放电控制策略对蓄电池效率和寿命的影响研究[D]. 白冲.陕西科技大学 2016
[3]微电网双向变流器研制及复合控制方法研究[D]. 陈旭.浙江工业大学 2015
[4]用于长脉冲磁体电源系统的蓄电池组性能研究[D]. 陈璇.华中科技大学 2013
本文编号：3687363
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 蓄电池组充放电技术及装置研究现状
1.3 基于双向变流器的充放电系统相关技术研究现状
1.4 本文研究的主要内容及章节安排
2 充放电变流器原理及多模式控制器设计
2.1 引言
2.2 双向变流系统拓扑结构及工作原理
2.3 AC/DC变换器工作分析和控制器设计
2.4 双向DC-DC的工作原理和多模式控制器设计
2.5 本章小结
3 充放电系统主电路设计
3.1 系统的性能指标及硬件构成
3.2 三相PWM整流器主电路设计
3.3 DC-DC直流斩波电路设计
3.4 预充电电路及其它相关电路设计
3.5 充放电装置系统电路结构
3.6 本章小结
4 双向变流器控制系统实现
4.1 控制系统实现方案
4.2 核心控制子板及核心处理器
4.3 硬件电路功能模块设计
4.4 控制系统软件设计及算法实现
4.5 本章小结
5 仿真及试验结果分析
5.1 充放电系统仿真与分析
5.2 充放电装置实验及结果分析
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]联网型直流微电网并联双向变流器分层控制（英文）[J]. Hui-yong HU,Yong-gang PENG,Yang-hong XIA,Xiao-ming WANG,Wei WEI,Miao YU. Frontiers of Information Technology ＆ Electronic Engineering. 2017(12)
[2]双向DC-AC变流器及其运用综述[J]. 卢德祥,杜伟. 电气开关. 2017(03)
[3]微网蓄电池储能系统滤波及并网控制策略[J]. 曾祥军,李凤婷,路亮,王一波. 电力自动化设备. 2017(04)
[4]智能电网中储能蓄电池组建模与仿真[J]. 孔飞飞,何建森,李全,马孝明,胡晋华. 电源技术. 2017(03)
[5]一种基于模糊逻辑的蓄电池荷电状态的测算方法[J]. 肖辽亮. 电源技术. 2017(02)
[6]大电压比双向变流器的软启动策略[J]. 徐驰,王宇翔,顾云杰,李武华,何湘宁. 电工技术学报. 2016(06)
[7]钒液流储能变流器双向DC/DC四阶段控制策略[J]. 沈正斌,李鹏,盘宏斌,郭有贵. 电力电子技术. 2016(02)
[8]脉冲强磁场技术发展现状与趋势[J]. 彭涛,李亮. 物理. 2016(01)
[9]直流微网混合储能控制及系统分层协调控制策略[J]. 孟润泉,刘家赢,文波,韩肖清. 高电压技术. 2015(07)
[10]能量信息化和互联网化管控技术及其在分布式电池储能系统中的应用[J]. 慈松. 中国电机工程学报. 2015(14)
硕士论文
[1]基于双向能量转换系统（PCS）的DSP+FPGA控制器的设计[D]. 蒋祖运.广西大学 2017
[2]充放电控制策略对蓄电池效率和寿命的影响研究[D]. 白冲.陕西科技大学 2016
[3]微电网双向变流器研制及复合控制方法研究[D]. 陈旭.浙江工业大学 2015
[4]用于长脉冲磁体电源系统的蓄电池组性能研究[D]. 陈璇.华中科技大学 2013
本文编号：3687363
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