微網(wǎng)中5kW釩液流儲(chǔ)能變流器研究.pdf

1、開發(fā)使用新能源是解決能源枯竭和環(huán)境污染問題的重要手段，但其存在的不穩(wěn)定因素導(dǎo)致并網(wǎng)質(zhì)量不高、安全性無法保證。將帶儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的微網(wǎng)裝置引入新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可緩沖發(fā)電波動(dòng)性，提高并網(wǎng)可靠性。釩液流電池等清潔儲(chǔ)能電池的發(fā)展，為新能源大規(guī)模并網(wǎng)的理論可行性提供了實(shí)現(xiàn)方案。因此，作為儲(chǔ)能系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換裝置，對(duì)釩液流儲(chǔ)能變流器的研究顯得意義重大。
　　本文針對(duì)5kW/20kWh釩液流電池充放電特點(diǎn)及微網(wǎng)運(yùn)行要求研究其能量轉(zhuǎn)換裝置。首先確定系

2、統(tǒng)總體電路結(jié)構(gòu)，基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立了變流器數(shù)學(xué)模型，并給出了主參數(shù)計(jì)算過程。重點(diǎn)研究了變流器充電運(yùn)行模式控制策略，設(shè)計(jì)PI雙閉環(huán)控制器，對(duì)其不足提出將模糊控制與內(nèi)模原理引入控制器設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證；另外，基于濾波器LCL型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中穩(wěn)定性與控制精確性問題，提出了一種分裂電容無源阻尼中間電流控制策略，通過模型分析及穩(wěn)定性判斷得出控制參數(shù)并進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了該策略的有效性。其次，基于確定的方案設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)，硬件部分包括控制電路、信

3、號(hào)采集調(diào)理電路、相關(guān)驅(qū)動(dòng)接口電路、保護(hù)電路以及控制電源；軟件部分包括變流器軟件工作流程以及發(fā)波、待機(jī)和通信等中斷程序的編寫過程，對(duì)軟件中重要功能程序段進(jìn)行了詳細(xì)分析，包括軟件濾波、鎖相環(huán)、控制器以及啟/停時(shí)序等功能軟件，并針對(duì)微網(wǎng)中通信及遠(yuǎn)程監(jiān)控要求，設(shè)計(jì)了外部通信功能軟件。最后，基于軟硬件設(shè)計(jì)搭建了5kW釩液流儲(chǔ)能變流器樣機(jī)，并于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中獲得了樣機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括DC-DC部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、DC-AC部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及外部通信液晶屏顯示界面