發(fā)布時間：2017-09-15 04:13

  本文關鍵詞：微網(wǎng)儲能變流器研究與工程應用

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【摘要】：隨著人們對能源需求的擴大和環(huán)境污染的日益嚴重,傳統(tǒng)能源儲量越來越少,于是各國都著手于對新型清潔能源的開發(fā)利用。光伏、風電能源等可再生能源成為關注的重點,以此類間歇性能源為基礎的微網(wǎng)發(fā)電模式慢慢發(fā)展起來,既能夠滿足就近負載電力需求,也可對公共電網(wǎng)做一定的補充,降低了供電負載對公共電網(wǎng)的過分依賴,減少線路損耗,改善電能質量,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性,保證電網(wǎng)的安全。而變流器作為微網(wǎng)儲能系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),肩負著電網(wǎng)交流電與儲能電池直流電之間的能量轉換,在并網(wǎng)運行時控制公共耦合點的功率,以減少外部電網(wǎng)與微網(wǎng)之間的相互沖擊。在微網(wǎng)運行時,協(xié)調儲能系統(tǒng)內各部分的運行方式以保證整個微網(wǎng)系統(tǒng)內部可靠供電、配置均衡。變流器的發(fā)展和應用具有重大的理論和現(xiàn)實意義。本文所設計的是針對鉛酸儲能電池的變流器,具體通過硬件和軟件兩部分描述了它的設計思路和實現(xiàn)過程。采用基于三相電壓型PWM整流電路的基本原理和雙閉環(huán)控制方式,選用DSP控制器完成對IGBT半橋模塊的驅動,調節(jié)變流器直流側輸出電壓的高低來控制電池的充放電模式。選用CPLD器件完成保護、信號放大等輔助功能,通過RS232通信方式與上位機之間實時交互信息,執(zhí)行控制命令并返回電路中實際數(shù)值。通過搭建一個包含了光伏發(fā)電系統(tǒng)、鋅溴電池儲能系統(tǒng)、鉛酸電池儲能系統(tǒng)、能量轉換系統(tǒng)、自動化保護監(jiān)控系統(tǒng)以及就地負載的微網(wǎng)實驗平臺,記錄整個微網(wǎng)在并網(wǎng)運行、孤島運行以及兩種運行方式切換時的各組實驗數(shù)據(jù),來驗證儲能變流器在不同運行狀態(tài)下的功能特性。實驗表明,本文設計的100kW雙向儲能變流器性能穩(wěn)定、控制可靠、功率因數(shù)與轉換效率高,電磁干擾小、響應速度快,符合課題要求并得到了充分的論證。
【關鍵詞】：儲能變流器 PWM 直接電流控制 無縫并網(wǎng) 定功率
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題研究的背景和意義8-9
• 1.2 微網(wǎng)的國內外發(fā)展現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 美國的微網(wǎng)研究9-10
• 1.2.2 歐洲的微網(wǎng)研究10-11
• 1.2.3 日本的微網(wǎng)研究11
• 1.2.4 我國的微網(wǎng)研究11-12
• 1.3 儲能技術與儲能變流器在微網(wǎng)中的研究及發(fā)展12-15
• 1.4 本文的主要研究內容與章節(jié)安排15-16
• 第二章 儲能變流器的設計16-38
• 2.1 基本原理及拓撲圖16-17
• 2.2 主電路回路設計17-26
• 2.2.1 基本原理17-23
• 2.2.2 元器件參數(shù)選擇23-26
• 2.3 控制電路設計26-36
• 2.3.1 DSP控制器27-34
• 2.3.2 CPLD的程序設計34-35
• 2.3.3 基于RS232的上位機通信程序設計35-36
• 2.4 保護電路設計36-37
• 2.5 本章小結37-38
• 第三章 儲能變流器的人機界面38-43
• 3.1 組態(tài)設計38-42
• 3.1.1 人機界面基本特性38
• 3.1.2 需滿足的基本功能38-39
• 3.1.3 軟件設計39-42
• 3.2 通信方式42
• 3.3 本章小結42-43
• 第四章 雙向儲能變流器在微網(wǎng)中的應用43-62
• 4.1 項目概況43-50
• 4.1.1 系統(tǒng)框架結構43-44
• 4.1.2 系統(tǒng)的運行方式與控制策略44-49
• 4.1.3 系統(tǒng)控制結構49-50
• 4.2 實驗及結果分析50-61
• 4.2.1 階梯實驗(分時段運行模式)50-52
• 4.2.2 并網(wǎng)輸出功率控制精度52-53
• 4.2.3 充、放電PCs功率轉換效率測試53
• 4.2.4 PCS滿功率放電測試53-54
• 4.2.5 并網(wǎng)運行時的各項性能54-57
• 4.2.6 啟動微網(wǎng)57-58
• 4.2.7 離網(wǎng)運行時的各項性能58
• 4.2.8 無縫并網(wǎng)58-59
• 4.2.9 定功率運行(不帶負載)59-61
• 4.3 本章小結61-62
• 第五章 總結與展望62-63
• 5.1 總結62
• 5.2 展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-69

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本文編號：854235