本文關鍵詞：500kW儲能變流器控制技術(shù)研究

  更多相關文章： 儲能變流器 數(shù)學模型 充放電控制 功率平衡 半實物仿真

【摘要】：為解決能源危機和傳統(tǒng)能源污染嚴重的問題,以風能、太陽能等分布式電源的開發(fā)和應用受到越來越的關注。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,國家大力發(fā)展分布式電源,組建運行方式靈活的微電網(wǎng)。由分布式電源組建的微電網(wǎng)可以充分利用可再生能源進行發(fā)電,是目前解決能源緊缺問題的有效途徑。但隨著可再生能源發(fā)電量及其電網(wǎng)接入率的不斷增加,這種間歇性能源的波動性和不確定性給電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來了巨大的挑戰(zhàn)。儲能系統(tǒng)作為微電網(wǎng)的重要組成部分,主要起到平抑功率波動、削峰填谷、穩(wěn)定電壓和提高微電網(wǎng)電能質(zhì)量的作用,它對于微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行至關重要。大功率儲能變流器(Power Conversion System, PCS)作為儲能裝置和微電網(wǎng)的接口,實現(xiàn)了能量的雙向流動。本文對微電網(wǎng)應用背景下的儲能變流器進行研究,重點研究儲能變流器的控制策略以及PCS在微電網(wǎng)中能量自動協(xié)調(diào)控制的方法。儲能電池是整個儲能系統(tǒng)的重要組成部分。本文首先對儲能電池的種類和及其各自特點進行列舉,然后介紹了電池的充放電理論基礎和運行特性,介紹了目前儲能電池常用的充電方法。最后,根據(jù)儲能變流器的應用工況和控制目標,進而確定了本系統(tǒng)采用的充放電控制策略。準確的數(shù)學模型是進行控制策略推導的基礎。本文首先對PWM變換器的工作原理進行分析,根據(jù)電路定律建立電壓電流方程,基于開關函數(shù)推導出開關函數(shù)模型,再引入平均算子得出開關周期平均模型,最后利用小信號擾動的方法,得到直流穩(wěn)態(tài)工作點附近的交流小信號模型,為PWM變換器的控制策略推導奠定數(shù)學基礎。在數(shù)學模型的基礎上,根據(jù)控制目標得出最后的控制策略。控制策略主要分為四部分：第一部分是直流側(cè)儲能電池的控制,使儲能電池以恒定電壓或電流充電；第二部分是并網(wǎng)狀態(tài)下交流側(cè)的PQ控制,使PCS能夠跟隨功率指令,提供恒定功率；第三部分是儲能變流器在離網(wǎng)獨立供電時的V/f控制策略,為負載提供穩(wěn)定的交流電壓；第四部分研究了系統(tǒng)各種控制模式的整體控制流程。最后通過Matlab/Simulink仿真對控制策略進行驗證。在Matlab/Simulink仿真的模型基礎上,基于APPSIM軟件的半實物實時仿真平臺進一步對本文提出的控制策略進行了驗證。最后,對半實物實時仿真結(jié)果進行了分析,從而驗證了控制策略的有效性和正確性。
【關鍵詞】：儲能變流器 數(shù)學模型 充放電控制 功率平衡 半實物仿真
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景和意義9-10
• 1.2 儲能變流器研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容12-14
• 第二章 儲能電池充放電特性及充放電控制策略14-22
• 2.1 儲能系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 2.2 電池的基本特性分析15-17
• 2.2.1 儲能電池基本模型15-17
• 2.2.2 儲能電池充放電特性17
• 2.3 儲能電池的充放電方法17-20
• 2.3.1 儲能電池充電控制原則18
• 2.3.2 儲能電池常用充電方法18-20
• 2.4 本文采取的充放電方法20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第三章 儲能變流器數(shù)學模型22-34
• 3.1 儲能變流器的工作原理22-24
• 3.2 儲能變流器的數(shù)學模型24-33
• 3.2.1 開關函數(shù)模型24-26
• 3.2.2 開關周期平均模型26-30
• 3.2.3 交流小信號模型30-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第四章 儲能變流器的控制策略研究34-44
• 4.1 直流側(cè)儲能電池充放電控制策略34-40
• 4.1.1 直流側(cè)控制外環(huán)設計34-35
• 4.1.2 電流內(nèi)環(huán)設計35-37
• 4.1.3 電流環(huán)PI參數(shù)設計37-39
• 4.1.4 直流側(cè)儲能電池控制整體方案39-40
• 4.2 交流側(cè)并網(wǎng)控制策略40-41
• 4.3 離網(wǎng)V/f控制策略41-42
• 4.4 系統(tǒng)整體控制方案42-43
• 4.5 本章小結(jié)43-44
• 第五章 儲能變流器控制策略的仿真驗證44-63
• 5.1 儲能變流器控制策略的Matlab仿真44-56
• 5.1.1 整體仿真系統(tǒng)搭建和參數(shù)設置44-46
• 5.1.2 鎖相環(huán)仿真46-47
• 5.1.3 直流側(cè)控制仿真47-50
• 5.1.4 交流側(cè)控制仿真50-52
• 5.1.5 離網(wǎng)V/f控制仿真52
• 5.1.6 系統(tǒng)整體的控制仿真驗證52-56
• 5.2 儲能變流器控制策略半實物仿真56-62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 第六章 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 結(jié)論63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及研究成果69-70
• 致謝70-71

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 薛辰;;儲能,還在黎明前徘徊[J];風能;2012年04期

2 ;歐盟加速研發(fā)高性能鋰離子儲能技術(shù)預標準化[J];儲能科學與技術(shù);2013年05期

3 ;2014年第四屆北京國際儲能大會將于5月在京舉行[J];儲能科學與技術(shù);2014年01期

4 ;《儲能科學與技術(shù)》2014年征訂啟事[J];電源學報;2013年06期

5 俞振華;;大容量儲能技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];中國電力企業(yè)管理;2009年19期

6 張海梁;孫婉勝;;儲能電站在智能配網(wǎng)中的應用探討[J];中國電力教育;2011年24期

7 胡丹;;淺談先進儲能技術(shù)及其發(fā)展前景[J];企業(yè)技術(shù)開發(fā);2012年Z2期

8 陳玉和;;儲能技術(shù)發(fā)展概況研究[J];能源研究與信息;2012年03期

9 王秀琴;;儲能電站的大容量儲能方式分析[J];產(chǎn)業(yè)與科技論壇;2012年16期

10 李釔里;;淺談風輪儲能技術(shù)在風力發(fā)電中的應用[J];科技與企業(yè);2013年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程時杰;;儲能技術(shù)——一種在未來電氣工程學科中可以發(fā)揮重要作用的技術(shù)[A];湖北省電工技術(shù)學會、武漢電工技術(shù)學會2008年學術(shù)年會暨理事會換屆大會論文集[C];2008年

2 ;2013年儲能技術(shù)研發(fā)動態(tài)[A];中國農(nóng)機工業(yè)協(xié)會風能設備分會《中小型風能設備與應用》（2014年第3期）[C];2014年

3 王文亮;秦明;劉衛(wèi);;大規(guī)模儲能技術(shù)在風力發(fā)電中的應用研究[A];經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國科學技術(shù)協(xié)會年會（第二卷）[C];2010年

4 張建興;;大規(guī)模電池儲能技術(shù)的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)[A];第二屆全國電能質(zhì)量學術(shù)會議暨電能質(zhì)量行業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2011年

5 王保國;;堅持四項基本原則推動儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展[A];第一屆全國儲能科學與技術(shù)大會摘要集[C];2014年

6 鄂寶民;黃旭;龐立軍;陳昀;支偉;;先進儲能技術(shù)在環(huán)渤海風電發(fā)展中的應用前景分析[A];第十三屆中國科協(xié)年會第15分會場-大規(guī)模儲能技術(shù)的發(fā)展與應用研討會論文集[C];2011年

7 陸志剛;劉怡;雷金勇;陳滿;陳磊;李達;;電池儲能在電力系統(tǒng)應用和技術(shù)經(jīng)濟分析[A];第十三屆中國科協(xié)年會第15分會場-大規(guī)模儲能技術(shù)的發(fā)展與應用研討會論文集[C];2011年

8 ;關于組織編撰《中國儲能年鑒》的通知[A];儲能的價值與使命——2011首屆中國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際峰會論文集[C];2011年

9 來小康;;儲能技術(shù)的近期研究工作[A];第30屆全國化學與物理電源學術(shù)年會論文集[C];2013年

10 張祖平;劉思革;梁惠施;;電力儲能在不同電壓等級配電網(wǎng)中的應用[A];第十三屆中國科協(xié)年會第15分會場-大規(guī)模儲能技術(shù)的發(fā)展與應用研討會論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 早報記者 陳靜思;“儲能產(chǎn)業(yè)應納入新能源規(guī)劃”[N];東方早報;2009年

2 本報記者 房田甜　實習記者 董樂;全國工商聯(lián)新能源商會儲能專業(yè)委員會秘書長林朔：“不能評斷哪種儲能技術(shù)前景最好”[N];21世紀經(jīng)濟報道;2011年

3 本報記者 梁宵;資本加單儲能待補貼[N];中國經(jīng)營報;2010年

4 本報記者 段逸倩;儲能下一步：商業(yè)化[N];中國電力報;2011年

5 本報記者 王榮;我國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨四大制約[N];中國證券報;2012年

6 記者 陳其玨;儲能產(chǎn)業(yè)6000億市場有待撬動[N];上海證券報;2012年

7 MEB記者 張?zhí)m;2012儲能國際峰會探討儲能商業(yè)模式[N];機電商報;2012年

8 本報記者 吳松;儲能產(chǎn)業(yè)起步 商業(yè)模式有待突破[N];中國經(jīng)濟導報;2012年

9 主持 中國電力報社《電氣周刊》編輯部主任兼主編 路曉冰;我國儲能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模應用為時尚早[N];中國電力報;2012年

10 王明沖 紅煒 李偉;“系統(tǒng)”理念成就儲能明星[N];中國能源報;2012年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 王姝;儲能技術(shù)應用于電力系統(tǒng)時的協(xié)調(diào)控制研究[D];華中科技大學;2015年

2 閆曉磊;儲能飛輪優(yōu)化設計理論與方法研究[D];湖南大學;2012年

3 武震;分布式儲能系統(tǒng)關鍵技術(shù)研究[D];天津大學;2014年

4 于雅莉;儲能飛輪動發(fā)一體機電磁關鍵問題及溫度場的研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

5 張野;微網(wǎng)中電池儲能系統(tǒng)控制策略的研究[D];天津大學;2014年

6 方家琨;超導磁儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制中的應用研究[D];華中科技大學;2012年

7 施琳;含新能源的獨立電網(wǎng)儲能容量配置和運行策略研究[D];華中科技大學;2014年

8 于們;基于混合儲能的風電場實時功率調(diào)控系統(tǒng)研究[D];大連理工大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王尚;實現(xiàn)風電場自律的調(diào)控與配置策略研究[D];山東大學;2015年

2 楊永旭;計及儲能的風電場可靠性評估[D];山東大學;2015年

3 黃騰;集中充電站電池儲能系統(tǒng)并網(wǎng)影響研究[D];華北電力大學;2015年

4 吳小剛;配網(wǎng)儲能系統(tǒng)的規(guī)劃方法研究[D];華北電力大學;2015年

5 劉大川;基于脆弱性理論的主動配電網(wǎng)儲能規(guī)劃方法研究[D];華北電力大學;2015年

6 胡鵬;儲能電站監(jiān)測控制軟件設計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2014年

7 田吉鵬;基于混合儲能的雙饋風機運行控制研究[D];大連理工大學;2015年

8 胡志遠;基于儲能的風電功率平抑技術(shù)研究[D];電子科技大學;2015年

9 林阿依;屋頂光伏與儲能一體化發(fā)電系統(tǒng)設計研究[D];華北電力大學;2015年

10 張峰;高壓級聯(lián)儲能功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)控制策略研究[D];上海交通大學;2013年

，

本文編號：989197