本文關鍵詞：輸入串聯(lián)輸出串聯(lián)直流變換器控制策略研究

  更多相關文章： 輸入串聯(lián)輸出串聯(lián) DC-DC 輸入均壓 分布式下垂特性控制

【摘要】：近年來,標準模塊的串并聯(lián)技術受到越來越多的研究與應用。標準化模塊的串并聯(lián)包括以下四種：(1)輸入并聯(lián)輸出并聯(lián)系統(tǒng)；(2)輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)系統(tǒng)；(3)輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)系統(tǒng)；(4)輸入串聯(lián)輸出串聯(lián)系統(tǒng)。以上四種結(jié)構(gòu)的標準模塊可以由逆變器、整流器、變頻器以及直流變換器構(gòu)成,標準模塊的串并聯(lián)不僅降低功率器件電氣應力,更提高系統(tǒng)冗余性與可靠性。隨著新能源大量的開發(fā)與利用,DC-DC變換器在風力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、電動汽車等新能源的應用越來越多。其中輸入串聯(lián)輸出串聯(lián)直流變換器系統(tǒng)適用于輸入電壓、輸出電壓較高的場合,特別在直流電網(wǎng)中,通過ISOS直流變換器提高電壓從而達到相應的電壓等級。本文分析隔離式DC-DC變換器拓撲結(jié)構(gòu)與控制方式,選定子模塊為移相全橋變換器,子模塊輸入端、輸出端串聯(lián)構(gòu)成ISOS直流變換器,分析其變換器的工作模態(tài)、性能特點并對系統(tǒng)進行小信號建模。通過研究ISOS直流變換器輸入電流、電壓與輸出電流、電壓的關系,由此可知控制輸入電壓均分或者輸出電壓均分都可以保證系統(tǒng)正常工作,從輸入電壓或輸出電壓的變量調(diào)整作為突破口,設計ISOS系統(tǒng)的控制策略,分析系統(tǒng)中各模塊器件參數(shù)不匹配的情況下對輸入輸出均壓的影響,對接下來的控制策略設計提供理論基礎。本文采用一種新型下垂線性控制策略,其控制方法為采樣各模塊自身的輸入電壓與系統(tǒng)的輸出電壓,使各模塊的系統(tǒng)輸出電壓呈下垂線性調(diào)節(jié)特性,通過各模塊輸入電壓與給定信號和系統(tǒng)輸出電壓疊加的信號誤差經(jīng)采樣、運放、比對等最終調(diào)節(jié)其占空比改變輸入電壓,從而達到調(diào)節(jié)輸入輸出均壓的效果。此控制策略使各個模塊有獨立的控制電路且之間無任何聯(lián)系,真正實現(xiàn)了系統(tǒng)各模塊獨立工作及模塊化設計,提高系統(tǒng)冗余性、可靠性以及可擴展性。根據(jù)控制策略框圖分析其控制策略的穩(wěn)定性,通過繪制根軌跡圖來確定PI調(diào)節(jié)器取值范圍,從而驗證下垂控制策略的穩(wěn)定性與有效正確性。在MATLAB平臺上搭建以以ISOS移相全橋直流變換器為核心的仿真模型,并采用下垂線性控制策略來進行仿真,驗證其控制策略的有效正確性：當系統(tǒng)各模塊器件參數(shù)不匹配的情況下,仿真驗證在此工作狀態(tài)下控制策略對于輸入輸出均壓調(diào)整精度影響,進一步驗證下垂線性控制策略的穩(wěn)定性與可行性。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
，

本文編號：1219961