電池儲(chǔ)能的兩級(jí)式功率變換系統(tǒng)研究.pdf

1、進(jìn)入二十一世紀(jì)后,世界能源格局的變化和環(huán)境污染的加劇促進(jìn)了以風(fēng)能、太陽(yáng)能為代表的新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的研究和應(yīng)用。與其他類型儲(chǔ)能系統(tǒng)相比,電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益高、使用條件限制少、安裝維護(hù)方便靈活,在需配備儲(chǔ)能的新能源并網(wǎng)發(fā)電以及電動(dòng)汽車等應(yīng)用終端的使用都比較廣泛。儲(chǔ)能變流器是電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要組成部分,是儲(chǔ)能電池組和電網(wǎng)間電能傳輸?shù)臉蛄?。因雙向變流器在儲(chǔ)能系統(tǒng)中起到的獨(dú)特作用,對(duì)其的研究越來(lái)越廣泛,而熱點(diǎn)集中在靈活模塊化且高效充放電的電

2、路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及其控制策略這兩個(gè)方面。
　　本文以三電池組接入的兩級(jí)式功率變換系統(tǒng)為主要研究?jī)?nèi)容,重點(diǎn)研究的是主電路參數(shù)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的控制策略,并通過(guò)Matlab仿真和小功率實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　首先對(duì)幾種常見(jiàn)的PCS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比和分析,結(jié)合并網(wǎng)PCS的設(shè)計(jì)要求,選擇以雙向DC-DC變流器與雙向DC-AC變流器級(jí)聯(lián)的兩級(jí)式非隔離PCS作為基本功率變換單元,并對(duì)主電路中的直流母線支撐電容、網(wǎng)側(cè)濾波器以及直流側(cè)的升壓電感、電

3、池側(cè)電容等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　其次,分析了兩級(jí)式PCS工作原理及系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。論文利用子系統(tǒng)集成法對(duì)兩級(jí)式PCS的三個(gè)主要組成部分:LCL濾波器、三相兩電平DC-AC變流器及雙向DC-DC變流器進(jìn)行了詳細(xì)建模設(shè)計(jì),并給出了各自的簡(jiǎn)化模型用于控制器設(shè)計(jì)。
　　再次,對(duì)PCS的控制策略展開(kāi)研究。根據(jù)DC-AC變流器和DC-DC變流器的控制原理,分析了兩者的協(xié)調(diào)控制方法,研究了在統(tǒng)一控制策略下恒流、恒壓二階段式充放電控制。為