本文關(guān)鍵詞：基于電池柔性成組技術(shù)的儲能變流器研究

  更多相關(guān)文章： 鋰離子電池成組技術(shù) 儲能變流器 H橋級聯(lián) 功率平衡控制

【摘要】：近年來,風(fēng)能、太陽能等新能源發(fā)電在我國電力系統(tǒng)中所占比例逐漸上升,由于新能源發(fā)電具有間歇性和波動性的特點,導(dǎo)致了在新能源發(fā)電并入電網(wǎng)之后,對電網(wǎng)造成了諸多不利的影響。鋰離子電池儲能系統(tǒng)因其具有平滑間歇性電源功率波動,對電網(wǎng)起到優(yōu)化作用,并能夠有效提高電網(wǎng)的能源資源優(yōu)化配置等功能,已成為電力領(lǐng)域的研究熱點。本文針對傳統(tǒng)鋰離子電池儲能系統(tǒng)中存在的問題,對基于電池柔性成組技術(shù)的儲能變流器進行了詳細研究。首先,本文分析了在傳統(tǒng)鋰離子電池成組過程中,電池組不一致性產(chǎn)生的原因,以及不一致性對電池組在容量與能量利用方面和功率輸出方面產(chǎn)生的不利影響,并對傳統(tǒng)電池組不一致性的改善措施進行了分析；然后,針對在傳統(tǒng)電池成組使用過程中的問題,結(jié)合電力電子技術(shù),闡述了電池柔性成組技術(shù)及電池柔性成組技術(shù)的特點,理論推導(dǎo)了電池柔性成組方式與傳統(tǒng)電池成組方式的電池組可用能量表達式,并通過一輛乘用車電池組實際數(shù)據(jù)進行了對比分析,驗證了電池柔性成組技術(shù)在電池組可用能量方面存在的較大優(yōu)勢；而后,闡述了電池柔性成組儲能系統(tǒng)的構(gòu)成,對可應(yīng)用于電池柔性成組的不同變流器拓撲結(jié)構(gòu)進行了對比分析；其次,本文對基于電池柔性成組技術(shù)的儲能變流器的控制策略進行了研究,介紹了H橋級聯(lián)型變流器的工作原理與調(diào)制策略：從系統(tǒng)的角度,分析了變流器并網(wǎng)控制策略；以獨立控制模塊電流為目標,分析了電池模塊充放電電流獨立控制策略：為解決由于電池模塊電流獨立控制所造成的三相電池功率不平衡問題,分析了在三相電池功率不平衡情況下網(wǎng)側(cè)功率平衡控制策略；搭建了儲能變流器仿真模型,并對控制策略進行了仿真驗證和波形分析；再次,研制了基于電池柔性成組技術(shù)的儲能變流器樣機,本文分別從變流器主電路硬件設(shè)計,控制電路硬件及軟件設(shè)計兩個方面,對變流器樣機的研制進行了詳細的介紹；最后,在所研制的儲能變流器樣機上對儲能變流器的并網(wǎng)控制策略、電池模塊充放電電流獨立控制策略以及三相電池功率不平衡情況下的網(wǎng)側(cè)功率平衡控制策略進行了實驗驗證,并對實驗波形進行了分析。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池成組技術(shù) 儲能變流器 H橋級聯(lián) 功率平衡控制
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD634.1
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 鋰離子電池及電池成組技術(shù)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 鋰離子電池12-13
• 1.2.2 鋰離子電池成組技術(shù)13-15
• 1.3 儲能變流器研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 主要研究內(nèi)容18-21
• 2 電池柔性成組及其儲能系統(tǒng)21-35
• 2.1 傳統(tǒng)電池成組中存在的問題21-24
• 2.1.1 傳統(tǒng)電池組不一致性分析21-23
• 2.1.2 傳統(tǒng)電池組不一致性改善措施23-24
• 2.2 電池柔性成組技術(shù)24-29
• 2.2.1 電池柔性成組技術(shù)特點24-25
• 2.2.2 傳統(tǒng)電池成組與柔性成組的可用能量分析25-26
• 2.2.3 實例數(shù)據(jù)對比分析26-29
• 2.3 柔性成組儲能系統(tǒng)構(gòu)成及其拓撲29-33
• 2.3.1 柔性成組儲能系統(tǒng)構(gòu)成29-30
• 2.3.2 儲能變流器拓撲結(jié)構(gòu)30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 3 基于電池柔性成組技術(shù)的儲能變流器控制策略35-59
• 3.1 H橋級聯(lián)型變流器工作原理及調(diào)制策略35-39
• 3.1.1 H橋級聯(lián)型變流器的工作原理35-37
• 3.1.2 調(diào)制策略37-39
• 3.2 并網(wǎng)控制策略39-43
• 3.2.1 變流器系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型39-41
• 3.2.2 并網(wǎng)控制策略41-43
• 3.3 電池模塊充放電電流獨立控制策略43-46
• 3.4 三相不平衡狀態(tài)下的功率平衡控制策略46-49
• 3.5 仿真及波形分析49-57
• 3.5.1 H橋級聯(lián)型變流器輸出特性仿真及波形分析50-51
• 3.5.2 充放電并網(wǎng)仿真及波形分析51-53
• 3.5.3 電池模塊充放電電流獨立控制仿真及波形分析53-54
• 3.5.4 三相不平衡狀態(tài)下的功率平衡控制仿真及波形分析54-57
• 3.6 本章小結(jié)57-59
• 4 變流器硬件及軟件設(shè)計59-75
• 4.1 主電路硬件設(shè)計59-65
• 4.1.1 主電路整體設(shè)計方案59-60
• 4.1.2 串聯(lián)模塊數(shù)設(shè)計60-61
• 4.1.3 功率子模塊主電路設(shè)計61-63
• 4.1.4 交流側(cè)濾波電感設(shè)計63-65
• 4.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計65-70
• 4.2.1 控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計方案65
• 4.2.2 系統(tǒng)主控制器硬件設(shè)計65-68
• 4.2.3 功率子模塊控制器硬件設(shè)計68-69
• 4.2.4 輔助電路設(shè)計69-70
• 4.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計70-74
• 4.3.1 系統(tǒng)主控制器DSP軟件設(shè)計70-72
• 4.3.2 系統(tǒng)主控制器FPGA程序設(shè)計72-73
• 4.3.3 功率子模塊控制器軟件設(shè)計73-74
• 4.4 本章小結(jié)74-75
• 5 實驗波形分析75-83
• 5.1 三相并網(wǎng)控制實驗波形分析75-77
• 5.1.1 H橋級聯(lián)型變流器輸出電壓實驗波形分析75-76
• 5.1.2 并網(wǎng)控制實驗波形分析76-77
• 5.2 電池模塊充放電電流獨立控制實驗波形分析77-78
• 5.3 三相不平衡狀態(tài)下的功率平衡控制實驗波形分析78-82
• 5.4 本章小結(jié)82-83
• 6 總結(jié)與展望83-85
• 6.1 全文總結(jié)83
• 6.2 研究工作展望83-85
• 參考文獻85-89
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果89-93
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集93

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