10kVA逆变电源设计与实现
本文选题:分布式储能系统 + 逆变电源 ; 参考:《杭州电子科技大学》2017年硕士论文
【摘要】:在现代电网系统中,为了完成电力资源的科学调度和利用,常常会用到分布式储能系统,而在分布式储能系统中,以蓄电池为蓄能单元的储能系统的发展最为迅速,应用最为普遍,逆变器是分布式储能系统中的重要组成部分,用于将储能电池中直流电源转化成可供电器使用的工频交流电源,属于储能系统中的放电部分。本文论述了逆变器的发展历程和研究现状,重点讲述了分布式储能系统中的逆变电源的研究现状和发展趋势。还介绍了逆变电源几种主要拓扑的工作原理,指出了它们各自的优缺点,选择了适合大功率场合下的拓扑结构,几种主流的调制方法,分析了它们的基波与谐波成分。提出的逆变器的功率指标和系统后备时间为系统配备电池容量,同时根据设计指标系统做了并联设计。设计了逆变电源系统整机结构和各个子电路部分包括器件的选择等。在第五章论述了逆变器反馈控制系统设计的一般原则和原理,在此基础上完成了逆变电源中的电压和电流反馈回路设计,论述根据设计指标对逆变器进行了数学建模,建立了开环传递,并通过matlab对其进行了仿真,并根据稳定性原则设计了电压外环PI调节器和电流内环PI调节器,同时对其进行了仿真,确保逆变电源工作在稳定合理状态。最后对逆变电源的工作状态进行了测试,测试了不同功率下的占空比,对开关器件中的现象做出了分析,记录了各个负载下的输出波形,利用热像仪记录了各个工况下的整个系统的温度状况和分布,工作效率,蓄电池组均流状况,验证了逆变系统和储能系统设计的合理性,并对全文所做的工作做出了总结,对未来设计大功率逆变电源的方法做出了展望。
[Abstract]:In modern power system, in order to complete the scientific dispatch and utilization of power resources, the distributed energy storage system is often used. In the distributed energy storage system, the energy storage system with storage battery as the storage unit develops most rapidly. Inverter is an important part of distributed energy storage system. It is used to convert DC power supply in energy storage battery to power frequency AC power supply for electrical appliances. It belongs to the discharge part of energy storage system. In this paper, the development history and research status of inverter are discussed, and the research status and development trend of inverter in distributed energy storage system are emphasized. This paper also introduces the working principle of several main topologies of inverter power supply, points out their respective advantages and disadvantages, selects the topology structure suitable for high power situations, several mainstream modulation methods, and analyzes their fundamental and harmonic components. The power index and the backup time of the inverter are designed for the battery capacity of the system, and the parallel design of the system is made according to the design index. The whole structure of inverter power supply system and the selection of components in each sub-circuit are designed. In the fifth chapter, the general principles and principles of inverter feedback control system design are discussed. On this basis, the voltage and current feedback loop design in inverter power supply is completed, and the mathematical model of inverter is discussed according to the design index. The open loop transfer is established and simulated by matlab. According to the stability principle, the voltage outer loop Pi regulator and the current inner loop Pi regulator are designed. At the same time, the simulation is carried out to ensure that the inverter power supply works in a stable and reasonable state. Finally, the working state of the inverter power supply is tested, the duty cycle under different power is tested, the phenomena in the switch device are analyzed, and the output waveforms under various loads are recorded. The temperature and distribution of the whole system, the working efficiency and the current balance of the battery are recorded by using the thermal imager. The rationality of the design of the inverter system and the energy storage system is verified, and the work done in this paper is summarized. The method of designing high power inverter power supply in the future is prospected.
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM464;TN86
【参考文献】
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,本文编号:1887989
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