风蓄发电系统中储能变换器的研究与设计

发布时间：2020-11-02 09:58

　　 地球风能资源丰富,是政府大力支持的新能源行业之一,它的兴起是大势所趋。随着风能并网的占比逐年增加,而现有的调峰策略有限等问题,给电力系统造成一定影响。将储能装置接入到分布式电源中参与并网运行,使储能装置在发电系统中起到削峰填谷作用,从而缓解电网侧用电负荷波动大。同时还可以改善并网的电能质量,提高电力系统运行稳定性。储能装置的接入以及对其的控制,决定着全套储能系统的工作质量。所以,对其的研究有很大的实际意义。本文以风能分布式电源为储能系统的应用环境,侧重研究了“AC/DC+DC/DC+蓄电池”式储能结构中,DC/DC变换器切换于充电和放电的工作方式下,输出端电压电流稳定性控制。确定了储能电路的拓扑结构,详细阐述其工作原理,并且利用状态空间平均电流法搭建电路小信号模型,推导出相应传递函数。通过蓄电池性能分析,确定了适合本系统蓄电池的充放电策略。对比分析不同的控制方式,选择了模拟型控制方法以及设计相关环节。设计了充电的电流环控制器和放电的电流环控制器,在充电的电流环外加一个电压外环,组成双闭环控制模块,实现恒压充电。最后用计算出的主电路和PI控制器参数,搭建储能变换器的仿真模型,在Matlab/Simulink进行静、动态仿真,并将双环控制与单环控制的仿真结果做了对比,验证所提出的控制方法设计可行和相对于单环控制的优越性。本文对主电路所需的元器件进行了选择,以及控制单元电路硬件的设计。硬件包括采样、驱动、保护等电路;软件包括主程序以及中断子程序设计。
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM46
【部分图文】：

1 绪论越来越苛刻，各种新型的拓扑和控制方式被不断的提出。文献[20]提出一种 BDC族，在有源钳位 BDC 族的基础上利用零电压开关移相技术；文献[21]结合开关函数与电路的等效模型结合，研究一种数字移相控制的半桥隔离型 BDC；文献[22]在深入级联式大功率多电平无工频 BDC 的研究后，提出一种半桥三电平的 BDC拓扑结构。

在深入级联式大功率多电平无工频 BDC 的研究后，提出一种半桥三电平的 BDC拓扑结构。图 1 非隔离型的双向 DC/DC 变换器基本拓扑Fig 1 The basic topology of a non segregated bidirectional DC/DC converter

2.1 风蓄发电系统的结构图 3 是风蓄发电系统的结构图，包括发电机、风力机、DC/DC 变换器和逆变整流器，实现能量的转换和交直流之间的切换[28]。图 3 的发电机为同步永磁电机。
【参考文献】

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1 李娟;张克兆;李生权;刘超;;最佳叶尖速比的最大功率自抗扰跟踪控制[J];电机与控制学报;2015年12期

2 张娟;李建荣;;实现快速故障保护的IGBT驱动电路[J];兵工自动化;2015年11期

3 李荣;杨向东;廖顺雄;王凯冠;杨才华;;锂电池化成用双向Buck-Boost变换器设计[J];广西物理;2015年03期

4 徐小三;张明;;含蓄电池储能的永磁直驱风力发电系统并网研究[J];电气自动化;2015年03期

5 魏晓光;王新颖;高冲;张升;;用于直流电网的高压大容量DC/DC变换器拓扑研究[J];中国电机工程学报;2014年S1期

6 俞斌;桑丙玉;刘欢;李官军;华光辉;陶以彬;苏广宁;;智能微网中铅酸电池储能系统控制策略[J];电网与清洁能源;2013年12期

7 王冕;田野;李铁民;陈国柱;;应用于储能系统的双向DC-DC变换器研究[J];电工技术学报;2013年08期

8 张忠林;罗卫华;高凯;施毅斌;赵军;葛延峰;闫春生;;分布式光伏并网对配电网的影响及解决措施[J];供用电;2013年04期

9 董伟杰;白晓民;朱宁辉;周子冠;李慧玲;;间歇式电源并网环境下电能质量问题研究[J];电网技术;2013年05期

10 张志秀;;风能开发“风”光无限[J];宁波经济(财经视点);2010年08期

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3 董永军;海岛中小型独立风电系统可靠运行技术研究[D];东北师范大学;2013年

4 蔡纪鹤;光伏并网发电的功率补偿控制研究[D];江苏大学;2013年

5 马学军;数字移相控制隔离型半桥双向DC/DC变换器研究[D];华中科技大学;2005年

6 陈刚;软开关双向DC-DC变换器的研究[D];浙江大学;2001年

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1 樊东东;用于电池储能系统的双向DC/DC变换器研究[D];安徽理工大学;2017年

2 王洒;风电机组风轮系统建模及仿真研究[D];华北电力大学(北京);2017年

3 崔新风;双向Cuk DC/DC变换器软开关技术研究[D];燕山大学;2015年

4 袁然然;基于模块化的储能DC/DC变换器拓扑及控制研究[D];燕山大学;2015年

5 欧阳曾恺;风储联合系统运行特性与控制策略研究[D];东华大学;2015年

6 田泼;交直流混合微电网建模与变流器控制技术研究[D];山东大学;2014年

7 洪金凤;Buck-Boost双向DC/DC软开关变换器的研究[D];燕山大学;2014年

8 胡萍;风光柴储微网系统运行模式切换控制策略研究[D];电子科技大学;2013年

9 陈搏;6kW双向直流变换器的研发[D];武汉理工大学;2012年

10 吴雪花;PWM加移相控制双半桥双向DC-DC变换器[D];南京航空航天大学;2012年

本文编号：2866896