本文關(guān)鍵詞：基于移相原理的雙向直流變換器雙閉環(huán)控制策略

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【摘要】：為解決全球氣候變暖、環(huán)境污染問題和適應(yīng)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求,發(fā)展可再生能源迫在眉睫。風(fēng)電、光伏發(fā)電具有間歇性和隨機(jī)性,要求配置具有緩沖能量、緩解其隨機(jī)性的儲(chǔ)能電池作為微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置,以提高電力穩(wěn)定性。儲(chǔ)能電池用于微網(wǎng)中,需要電力電子變換器作其充放電接口。雙向逆變器(DC/AC)和雙向直流變換器(DC/DC)分別作為交直流微網(wǎng)中液流電池的充放電接口,其理論研究得到了發(fā)展,而應(yīng)用研究則相對(duì)有限。變換器的應(yīng)用領(lǐng)域、系統(tǒng)建模、控制策略是應(yīng)用研究的重點(diǎn),本文主要圍繞系統(tǒng)建模和控制策略開展設(shè)計(jì)。首先,本文對(duì)常用儲(chǔ)能電池的特點(diǎn)及適用場合進(jìn)行對(duì)比之后,選用了液流電池做微網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置,分析了液流電池的結(jié)構(gòu)、工作原理、充放電方式,建立了液流電池的等效電路模型,確定了先恒流再恒壓的充放電控制策略。其次,本文針對(duì)變換器是否隔離的問題,介紹了幾種典型的直流變換器,分析了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用場合,通過分析認(rèn)為,移相全橋雙向直流變換器具有熱插拔、隔離、中大功率等特點(diǎn),適合用于液流電池的充放電控制中。再次,本文明確劃分了移相全橋雙向直流變換器的六個(gè)模態(tài),深入分析了六模態(tài)瞬態(tài)過程,定量計(jì)算得到電壓、電流、功率和電路中參數(shù)的關(guān)系,并按一定的可接受誤差,建立了小信號(hào)模型。最后,結(jié)合液流電池、變換器的模型及先恒流再恒壓的控制策略,設(shè)計(jì)了雙閉環(huán)的控制器,再利用MATLAB/Simulink對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,得到了仿真結(jié)果。仿真結(jié)果表明,采用移相全橋雙向直流變換器對(duì)液流電池進(jìn)行先恒流再恒壓的雙閉環(huán)充放電控制策略是可行的,且在簡化模型中設(shè)計(jì)的控制器適用于等效電路模型,系統(tǒng)具有較好的魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：液流電池 移相全橋 DC/DC 充放電控制
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-25
• 1.1. 清潔能源的應(yīng)用技術(shù)16-22
• 1.1.1. 清潔能源的發(fā)電技術(shù)16-17
• 1.1.2. 清潔儲(chǔ)能技術(shù)17-19
• 1.1.3. 新型電網(wǎng)的接口形式19-21
• 1.1.4. 接口電路的一般要求21-22
• 1.2. 雙向直流變換器發(fā)展與應(yīng)用22-24
• 1.2.1. 雙向直流變換器的發(fā)展現(xiàn)狀22-23
• 1.2.2. 雙向直流變換器的基本要求23-24
• 1.2.3. 雙向直流變換器的應(yīng)用24
• 1.3. 本文主要工作24-25
• 第二章 液流電池25-32
• 2.1. 液流電池的結(jié)構(gòu)組成25
• 2.2. 液流電池基本原理25-26
• 2.2.1. 鋅溴液流電池的基本原理25-26
• 2.2.2. 全釩液流電池基本原理26
• 2.3. 液流電池充放電方法26-29
• 2.3.1. 液流電池的充電方法26-28
• 2.3.2. 液流電池的放電方法28-29
• 2.3.3. 液流電池的充放電特性29
• 2.4. 液流電池的模型29-32
• 2.4.1. 液流電池的等效電路模型29-30
• 2.4.2. 液流電池的簡化模型30-32
• 第三章 雙向直流變換器原理與應(yīng)用32-42
• 3.1. 非隔離型雙向直流變換器32-36
• 3.1.1. 雙向BUCK-BOOST變換器32-33
• 3.1.2. 雙向BUCK/BOOST變換器33-34
• 3.1.3. 雙向CUK直流變換器34-35
• 3.1.4. 全橋式雙向直流變換器35
• 3.1.5. 非隔離型雙向直流變換器特點(diǎn)35-36
• 3.2. 隔離式雙向直流變換器36-40
• 3.2.1. 正激式雙向直流變換器36-37
• 3.2.2. 反激式雙向直流變換器37-38
• 3.2.3. 雙向推挽式直流變換器38-39
• 3.2.4. 移相全橋式雙向直流變換器39-40
• 3.2.5. 隔離型雙向直流變換器特點(diǎn)40
• 3.3. 幾種典型雙向直流變換器的比較40-42
• 第四章 移相全橋式雙向直流變換器及其建模42-68
• 4.1. 移相全橋雙向直流變換器工作原理42-43
• 4.2. 移相全橋雙向DC/DC模型43-60
• 4.2.1. 建模方法43-46
• 4.2.2. 移相全橋式雙向直流變換器6模態(tài)時(shí)域分析46-54
• 4.2.3. 六模態(tài)功率匯總比較54-60
• 4.3. 移相全橋式雙向直流變換器的統(tǒng)一模型60-64
• 4.4. 移相全橋式雙向直流變換器對(duì)電池充電的模型64-66
• 4.5. DC/DC在能量管理中的應(yīng)用66-68
• 第五章 液流電池的雙閉環(huán)充放電控制策略及仿真68-80
• 5.1. 液流電池的雙閉環(huán)充放電控制策略68-72
• 5.1.1. 液流電池充放電控制過程68
• 5.1.2. 充放電控制器設(shè)計(jì)68-72
• 5.2. 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析72-73
• 5.3. 雙閉環(huán)充放電控制仿真驗(yàn)證73-75
• 5.4. 采用等效電路模型的仿真結(jié)果75-79
• 5.5. 結(jié)論79-80
• 第六章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1. 總結(jié)80-81
• 6.2. 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：739597