直流微电网混合储能系统功率分配及稳定性研究

发布时间：2024-02-28 19:22

　　随着全球能源危机和环境污染的加重,传统发电技术的弊端日益凸显,人们逐渐将目光转向光伏和风电等新能源发电技术。直流微电网集分布式电源、储能装置、负荷等于一体,在提高新能源发电电能质量和能源利用率方面具有重大意义。其中储能装置作为微电网系统中的重要环节,起着削峰填谷,平抑功率波动的作用,如何攻克储能技术关键难题已成为微电网中的研究热点。实际应用中,单台储能变换器难以满足微电网的要求,通常采用多台变换器并联的方式运行。本文主要对混合储能并联系统中多台变换器间的功率分配问题进行了深入研究。首先,本文选择双向Buck/Boost变换器作为储能变换器拓扑,简要阐述变换器工作原理。分析储能元件特性,设计电感电容参数,根据控制芯片和开关管设计相关电路。建立变换器小信号数学模型,设计电压环和电流环控制器参数,仿真验证变换器动态响应特性满足指标要求。然后,以多台蓄电池储能变换器并联系统为研究对象,分析传统下垂控制和下垂曲线平移方法的工作原理和存在的缺陷。提出一种基于电感电流的自适应下垂系数改进方法,通过电流调整环改善稳态功率分配精度,电压调整环补偿母线电压跌落。分析下垂控制下变换器输出阻抗,并从理论上说明...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 直流微电网概述
        1.2.1 直流微电网结构及研究现状
        1.2.2 微电网中储能技术研究现状
    1.3 储能功率分配研究现状
        1.3.1 储能稳态功率分配研究现状
        1.3.2 储能暂态功率分配研究现状
    1.4 课题的主要内容及结构安排
第2章 储能变换器设计与建模
    2.1 引言
    2.2 变换器拓扑及工作原理
    2.3 储能元件模型
        2.3.1 蓄电池模型
        2.3.2 超级电容模型
    2.4 技术指标与电路设计
        2.4.1 技术指标
        2.4.2 电感和电容参数设计
        2.4.3 控制芯片及开关管选取
        2.4.4 采样电路及驱动电路设计
    2.5 变换器建模与控制器设计
        2.5.1 变换器小信号建模
        2.5.2 变换器控制器设计
    2.6 本章小结
第3章 储能变换器稳态功率分配方法研究
    3.1 引言
    3.2 下垂控制方法分析
        3.2.1 传统下垂控制方法分析
        3.2.2 下垂曲线平移方法分析
    3.3 自适应下垂系数改进方法
        3.3.1 电流调整环原理分析
        3.3.2 电压调整环原理分析
    3.4 输出阻抗及稳定性分析
        3.4.1 变换器输出阻抗分析
        3.4.2 改进方法下通信延迟对稳定性的影响
    3.5 仿真分析
    3.6 本章小结
第4章 储能变换器暂态功率分配方法研究
    4.1 引言
    4.2 暂态功率分配方法分析
        4.2.1 虚拟阻容下垂控制分析
        4.2.2 功率分配特性分析
    4.3 输出阻抗及参数选取分析
        4.3.1 变换器输出阻抗分析
        4.3.2 变换器参数选取分析
    4.4 可扩展性分析及改进策略
        4.4.1 可扩展性分析
        4.4.2 母线电压补偿策略
    4.5 仿真分析
    4.6 本章小节
第5章 储能系统稳定性与能量管理研究
    5.1 引言
    5.2 储能系统建模及稳定性分析
        5.2.1 恒功率负载建模
        5.2.2 储能系统建模
        5.2.3 系统稳定性分析
    5.3 储能系统能量管理设计
        5.3.1 超级电容电压恢复策略
        5.3.2 基于SOC的能量管理策略
    5.4 仿真分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3913909