Buck-Boost型多端口變換器建模與功率管理研究.pdf

1、多端口變換器(Multiport Power Electronic Interface，MPEI)是直流微電網(wǎng)絡(luò)中的有源節(jié)點(diǎn)，可以將分布式能源及其必要的儲(chǔ)能設(shè)備結(jié)合，實(shí)現(xiàn)發(fā)電、儲(chǔ)能、用電過(guò)程的綜合控制和統(tǒng)一管理。本研究以連接光伏能源、儲(chǔ)能裝置和終端負(fù)載的直流微網(wǎng)系統(tǒng)為研究背景，針對(duì)Buck-Boost型的MPEI，進(jìn)行多端口變換器的底層控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和功率管理研究。
　　提出了以Buck-Boost為基本功率單元的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并分析了

2、該MPEI的PWM工作模式;進(jìn)而以此工作模式為依據(jù)，針對(duì)直流微網(wǎng)各端口的特性，利用狀態(tài)空間平均法和小信號(hào)分析法得出滿足各端口應(yīng)用要求的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)光伏端口的特性，提出了最大功率跟蹤(MPPT)策略;分析了MPEI的電路參數(shù)和控制對(duì)象特性，探討了母線電壓控制和直流潮流管理的需求，設(shè)計(jì)了可以連通一個(gè)光伏、雙儲(chǔ)能單元和直流微網(wǎng)母線的MPEI控制系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上針對(duì)每個(gè)控制目標(biāo)進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì);引入主動(dòng)均流因子實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬時(shí)電流的快速、有效分配

3、，并通過(guò)MATLAB/SIMULINK的控制模塊仿真和Simulink-PLECS聯(lián)合仿真驗(yàn)證了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電路運(yùn)行性能。闡述了利用MPEI對(duì)多組儲(chǔ)能裝置進(jìn)行潮流分配的必要性并將功率管理機(jī)制嵌入控制算法設(shè)計(jì)之中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)瞬態(tài)能量的綜合管理。
　　運(yùn)用控制理論設(shè)計(jì)并制作了由多端口變換器構(gòu)建的直流微網(wǎng)樣機(jī)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，樣機(jī)驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性、母線電壓控制策略的有效性;同時(shí)證明了該MPEI設(shè)計(jì)具備瞬態(tài)能量管理功能，驗(yàn)證了該潮流分