三端口隔離型雙向直流/直流變換器的設(shè)計(jì)與控制
發(fā)布時(shí)間:2021-02-28 21:28
隨著人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們對(duì)于能源的需求也不斷增加;與此同時(shí),我們面臨的能源和環(huán)境問題日益突出。開發(fā)利用新能源可以有效解決能源危機(jī),改善環(huán)境問題,近年來新能源發(fā)電技術(shù)飛速發(fā)展。但相比傳統(tǒng)能源,新能源發(fā)電具有波動(dòng)性和隨機(jī)性。加入儲(chǔ)能裝置可以改善新能源發(fā)電的功率波動(dòng),一般需要多個(gè)直流變換器連接發(fā)電單元、儲(chǔ)能單元和直流母線。三端口隔離型雙向直流/直流變換器,通過一個(gè)三繞組變壓器連接多個(gè)直流源,結(jié)構(gòu)緊湊、功率密度高。不需要外加電路,利用變壓器漏感和開關(guān)器件寄生電容即可實(shí)現(xiàn)開關(guān)器件的零電壓開關(guān),減小了功率損耗。論文以三端口隔離型雙向直流/直流變換器為研究對(duì)象。本文首先在雙有源全橋隔離型雙向直流變換器的基礎(chǔ)上,詳紙推導(dǎo)了三端口隔離型雙向直流/直流變換器的等效電路、功率方程和軟開關(guān)工作范圍,分析了變換器的18個(gè)工作模態(tài),并給出了相應(yīng)的模態(tài)圖。介紹了三端口隔離型雙向直流/直流變換器的硬件平臺(tái)和軟件程序的設(shè)計(jì),穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了軟硬件設(shè)計(jì)和移相控制策略的正確性,動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)表明設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)性能。然后采用連續(xù)和離散兩種不同的混沌調(diào)制策略與移相控制技術(shù)結(jié)合,應(yīng)用于三端口隔離型雙向直流/直流變換器...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:94 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.1.1 能源發(fā)展現(xiàn)狀
1.1.2 儲(chǔ)能裝置
1.1.3 多端口直流變換器
1.2 兩端口雙向直流變換器的拓?fù)浞诸?br> 1.2.1 兩端口非隔離型雙向直流變換器
1.2.2 兩端口隔離型雙向直流變換器
1.3 多端口直流變換器的拓?fù)浞诸?br> 1.3.1 非隔離型多端口直流變換器
1.3.2 部分隔離型多端口直流變換器
1.3.3 完全隔離型多端口直流變換器
1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 移相控制的三端口隔離型雙向直流變換器
2.1 引言
2.2 雙有源全橋隔離型雙向直流變換器的分析
2.2.1 雙有源全橋隔離型雙向直流變換器的換流分析
2.2.2 雙有源全橋隔離型雙向直流變換器的功率方程
2.3 三端口隔離型雙向直流變換器的分析
2.3.1 三端口隔離型雙向直流變換器的等效電路和功率方程
2.3.2 三端口隔離型雙向直流變換器的軟開關(guān)分析
2.3.3 三端口隔離型雙向直流變換器的模態(tài)分析
2.4 硬件電路設(shè)計(jì)
2.4.1 主電路設(shè)計(jì)
2.4.2 DSP控制電路設(shè)計(jì)
2.4.3 三繞組變壓器設(shè)計(jì)
2.4.4 采樣電路設(shè)計(jì)
2.4.5 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
2.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
2.5.1 主程序設(shè)計(jì)
2.5.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)
2.6 仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
2.6.1 仿真驗(yàn)證與分析
2.6.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
2.7 本章小結(jié)
第三章 移相混沌調(diào)制策略研究
3.1 引言
3.2 混沌調(diào)制技術(shù)
3.2.1 混沌調(diào)制技術(shù)的特點(diǎn)與分類
3.2.2 連續(xù)混沌調(diào)制技術(shù)
3.2.3 離散混沌調(diào)制技術(shù)
3.3 移相混沌調(diào)制的具體實(shí)現(xiàn)
3.3.1 移相混沌調(diào)制的控制策略
3.3.2 移相混沌調(diào)制的程序設(shè)計(jì)
3.4 仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.4.1 仿真驗(yàn)證與分析
3.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 解耦控制策略研究
4.1 引言
4.2 解耦控制的介紹與分類
4.3 基于小信號(hào)模型的解耦網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
4.3.1 推導(dǎo)小信號(hào)模型
4.3.2 設(shè)計(jì)解耦網(wǎng)絡(luò)
4.4 仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.4.1 單位解耦矩陣的參數(shù)計(jì)算
4.4.2 仿真驗(yàn)證與分析
4.4.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 三端口隔離型雙向直流變換器的應(yīng)用研究
5.1 引言
5.2 三端口隔離型雙向直流變換器的兩種典型應(yīng)用
5.2.1 應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)
5.2.2 應(yīng)用于電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)
5.3 軟開關(guān)運(yùn)行分析
5.3.1 雙有源全橋雙向直流變換器的軟開關(guān)介紹
5.3.2 移相加占空比控制的軟開關(guān)分析
5.4 伏秒積相等的移相加占空比控制
5.4.1 伏秒積相等的實(shí)現(xiàn)
5.4.2 移相加占空比的控制策略
5.4.3 移相加占空比控制的系統(tǒng)建模
5.5 仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.5.1 仿真驗(yàn)證與分析
5.5.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 課題展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士研究生期間學(xué)術(shù)成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微電網(wǎng)新能源波動(dòng)分析與研究[J]. 曾建鑫. 能源與節(jié)能. 2013(11)
[2]并網(wǎng)風(fēng)光發(fā)電中混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置[J]. 楊珺,張建成,桂勛. 電網(wǎng)技術(shù). 2013(05)
[3]帶解耦控制的三輸入直流變換器建模及調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)[J]. 李艷,鄭瓊林,陳嘉垚,趙闖. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(04)
[4]幾類面向電網(wǎng)的儲(chǔ)能電池介紹[J]. 蔣凱,李浩秒,李威,程時(shí)杰. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2013(01)
[5]新能源發(fā)電串聯(lián)分布式高能效變換系統(tǒng)[J]. 吳紅飛,孫凱,邢巖. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(33)
[6]風(fēng)電場(chǎng)復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張坤,毛承雄,謝俊文,陸繼明,王丹,曾杰,陳迅. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(25)
[7]獨(dú)立交流微網(wǎng)中電池儲(chǔ)能與柴油發(fā)電機(jī)的協(xié)調(diào)控制[J]. 郭力,富曉鵬,李霞林,王成山. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(25)
[8]我國(guó)新能源發(fā)電發(fā)展思路探析[J]. 張偉波,潘宇超,崔志強(qiáng),張衛(wèi)東. 中國(guó)能源. 2012(04)
[9]新能源發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響研究[J]. 呂志盛,閆立偉,羅艾青,王強(qiáng)鋼,周念成. 華東電力. 2012(02)
[10]一種新的多輸入全橋變換器[J]. 楊東升,阮新波,李艷,劉福鑫. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(08)
碩士論文
[1]PWM加移相控制雙有源全橋雙向DC-DC變換器的研究[D]. 楊敏.南京航空航天大學(xué) 2013
[2]多變量耦合系統(tǒng)的解耦控制設(shè)計(jì)和仿真[D]. 隆媛媛.廣西師范大學(xué) 2010
[3]用于混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的三半橋隔離式雙向DC/DC變換器的研究[D]. 王成悅.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
[4]多電平雙向Buck/Boost變換器的研究[D]. 劉震.北京理工大學(xué) 2008
[5]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多變量解耦控制方法研究[D]. 李云飛.大連理工大學(xué) 2007
[6]Buck-Boost變換器的研究[D]. 李宇.南京航空航天大學(xué) 2006
本文編號(hào):3056482
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:94 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.1.1 能源發(fā)展現(xiàn)狀
1.1.2 儲(chǔ)能裝置
1.1.3 多端口直流變換器
1.2 兩端口雙向直流變換器的拓?fù)浞诸?br> 1.2.1 兩端口非隔離型雙向直流變換器
1.2.2 兩端口隔離型雙向直流變換器
1.3 多端口直流變換器的拓?fù)浞诸?br> 1.3.1 非隔離型多端口直流變換器
1.3.2 部分隔離型多端口直流變換器
1.3.3 完全隔離型多端口直流變換器
1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 移相控制的三端口隔離型雙向直流變換器
2.1 引言
2.2 雙有源全橋隔離型雙向直流變換器的分析
2.2.1 雙有源全橋隔離型雙向直流變換器的換流分析
2.2.2 雙有源全橋隔離型雙向直流變換器的功率方程
2.3 三端口隔離型雙向直流變換器的分析
2.3.1 三端口隔離型雙向直流變換器的等效電路和功率方程
2.3.2 三端口隔離型雙向直流變換器的軟開關(guān)分析
2.3.3 三端口隔離型雙向直流變換器的模態(tài)分析
2.4 硬件電路設(shè)計(jì)
2.4.1 主電路設(shè)計(jì)
2.4.2 DSP控制電路設(shè)計(jì)
2.4.3 三繞組變壓器設(shè)計(jì)
2.4.4 采樣電路設(shè)計(jì)
2.4.5 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
2.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
2.5.1 主程序設(shè)計(jì)
2.5.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)
2.6 仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
2.6.1 仿真驗(yàn)證與分析
2.6.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
2.7 本章小結(jié)
第三章 移相混沌調(diào)制策略研究
3.1 引言
3.2 混沌調(diào)制技術(shù)
3.2.1 混沌調(diào)制技術(shù)的特點(diǎn)與分類
3.2.2 連續(xù)混沌調(diào)制技術(shù)
3.2.3 離散混沌調(diào)制技術(shù)
3.3 移相混沌調(diào)制的具體實(shí)現(xiàn)
3.3.1 移相混沌調(diào)制的控制策略
3.3.2 移相混沌調(diào)制的程序設(shè)計(jì)
3.4 仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.4.1 仿真驗(yàn)證與分析
3.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 解耦控制策略研究
4.1 引言
4.2 解耦控制的介紹與分類
4.3 基于小信號(hào)模型的解耦網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
4.3.1 推導(dǎo)小信號(hào)模型
4.3.2 設(shè)計(jì)解耦網(wǎng)絡(luò)
4.4 仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.4.1 單位解耦矩陣的參數(shù)計(jì)算
4.4.2 仿真驗(yàn)證與分析
4.4.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 三端口隔離型雙向直流變換器的應(yīng)用研究
5.1 引言
5.2 三端口隔離型雙向直流變換器的兩種典型應(yīng)用
5.2.1 應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)
5.2.2 應(yīng)用于電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)
5.3 軟開關(guān)運(yùn)行分析
5.3.1 雙有源全橋雙向直流變換器的軟開關(guān)介紹
5.3.2 移相加占空比控制的軟開關(guān)分析
5.4 伏秒積相等的移相加占空比控制
5.4.1 伏秒積相等的實(shí)現(xiàn)
5.4.2 移相加占空比的控制策略
5.4.3 移相加占空比控制的系統(tǒng)建模
5.5 仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.5.1 仿真驗(yàn)證與分析
5.5.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 課題展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士研究生期間學(xué)術(shù)成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微電網(wǎng)新能源波動(dòng)分析與研究[J]. 曾建鑫. 能源與節(jié)能. 2013(11)
[2]并網(wǎng)風(fēng)光發(fā)電中混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置[J]. 楊珺,張建成,桂勛. 電網(wǎng)技術(shù). 2013(05)
[3]帶解耦控制的三輸入直流變換器建模及調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)[J]. 李艷,鄭瓊林,陳嘉垚,趙闖. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(04)
[4]幾類面向電網(wǎng)的儲(chǔ)能電池介紹[J]. 蔣凱,李浩秒,李威,程時(shí)杰. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2013(01)
[5]新能源發(fā)電串聯(lián)分布式高能效變換系統(tǒng)[J]. 吳紅飛,孫凱,邢巖. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(33)
[6]風(fēng)電場(chǎng)復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張坤,毛承雄,謝俊文,陸繼明,王丹,曾杰,陳迅. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(25)
[7]獨(dú)立交流微網(wǎng)中電池儲(chǔ)能與柴油發(fā)電機(jī)的協(xié)調(diào)控制[J]. 郭力,富曉鵬,李霞林,王成山. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(25)
[8]我國(guó)新能源發(fā)電發(fā)展思路探析[J]. 張偉波,潘宇超,崔志強(qiáng),張衛(wèi)東. 中國(guó)能源. 2012(04)
[9]新能源發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響研究[J]. 呂志盛,閆立偉,羅艾青,王強(qiáng)鋼,周念成. 華東電力. 2012(02)
[10]一種新的多輸入全橋變換器[J]. 楊東升,阮新波,李艷,劉福鑫. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(08)
碩士論文
[1]PWM加移相控制雙有源全橋雙向DC-DC變換器的研究[D]. 楊敏.南京航空航天大學(xué) 2013
[2]多變量耦合系統(tǒng)的解耦控制設(shè)計(jì)和仿真[D]. 隆媛媛.廣西師范大學(xué) 2010
[3]用于混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的三半橋隔離式雙向DC/DC變換器的研究[D]. 王成悅.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
[4]多電平雙向Buck/Boost變換器的研究[D]. 劉震.北京理工大學(xué) 2008
[5]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多變量解耦控制方法研究[D]. 李云飛.大連理工大學(xué) 2007
[6]Buck-Boost變換器的研究[D]. 李宇.南京航空航天大學(xué) 2006
本文編號(hào):3056482
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