双向储能逆变器控制及切换策略研究

发布时间：2018-10-31 06:37

【摘要】：随着微电网技术的不断发展,能实现能量双向流动、并且储能和逆变状态可自由切换的双向储能逆变器作为微电网的重要组成部分得到了足够的重视,越来越多的科研工作者们对其展开了研究。本文针对微网中的双向储能逆变器,为了解决能量流向自由切换的问题,从动态响应性能和稳定性两个方面对双向储能逆变器的电流控制方法和切换方法展开了研究。首先以实现能量的双向流动为目标,对三相双向储能逆变器系统建模,搭建了同步旋转坐标轴下的系统模型,并提出一种SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)调制波的产生方法。其次对电流控制方法进行详细研究,采用双环直接电流控制方法对相应的内外环进行设计。考虑模式切换过程中内环电流的变换趋势以及内环必需的快速跟随性,对内环传递函数的斜坡响应进行了重点研究,得到内环响应的性能指标与滤波电感取值、PI调节器参数取值之间的关系,为滤波电感取值、PI调节器参数等的改进提供了依据。此外,亦从频域分析的角度验证了所设计的内外环的稳定性。然后结合双向储能逆变器交直流侧的电压电流特性以及对内外环控制方法的研究,提出了变功率和变直流电动势两种双向储能逆变器的储能逆变模式切换方法,并在MATLAB中搭建模型对两种切换方法分别进行仿真验证。仿真波形表明变功率的切换方法切换较平滑,切换过程缓慢;而变直流电动势的切换方法虽然切换过程有超调,但是切换很快速,两种方法都能实现对双向储能逆变器的模式切换控制。最后为了验证所研制的双向储能逆变器能实现能量的双向流动以及所提出的两种模式切换方法,以TMS320F2812为主控芯片搭建了实验平台进行了储能、逆变的单独实验,并对变电动势的切换方法进行了仿真验证。实验结果表明本文所研制的双向储能逆变器能够以满功率因数分别稳定运行于储能、逆变两种模式,即可以实现能量双向流动,为模式切换方法的验证实验提供了实验基础。仿真验证结果表明变电动势的切换方法可以有效实现储能、逆变模式的快速平滑切换。
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【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464

【参考文献】