分布式直流供電系統(tǒng)中儲(chǔ)能接口單元的研究.pdf

1、分布式直流供電系統(tǒng)——直流微網(wǎng)，作為微電網(wǎng)的一種組網(wǎng)方式，具有能量變換環(huán)節(jié)少、系統(tǒng)效率高和控制方便等優(yōu)點(diǎn)，可以為數(shù)據(jù)中心、家庭、樓宇、學(xué)校等用電單元構(gòu)建高效、環(huán)保、冗余、可靠和智能的供電系統(tǒng)。儲(chǔ)能系統(tǒng)作為直流微網(wǎng)不可缺少的一個(gè)組成部分，平抑光伏發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電功率波動(dòng)，對(duì)直流母線的支撐和穩(wěn)定起到重大的作用。蓄電池和超級(jí)電容混合儲(chǔ)能系統(tǒng)綜合能量型和功率型儲(chǔ)能元件的優(yōu)勢(shì)，大大提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能，近來成為研究的熱點(diǎn)。
　　針對(duì)直流微網(wǎng)中

2、的儲(chǔ)能接口單元，提出一種新型的―3+1‖端口雙向DC-DC變換器，該變換器可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)載范圍內(nèi)的軟開關(guān)和任意兩個(gè)端口之間的能量雙向流動(dòng)。在同時(shí)接有蓄電池和超級(jí)電容時(shí)，利用內(nèi)部附加的第四個(gè)端口可為電壓匹配提供條件，增加了控制的自由度。不論蓄電池和超級(jí)電容的電壓如何變化，始終能夠保持變壓器兩端電壓的匹配。橋臂間采用交錯(cuò)方式，電流紋波大大減小，有利于延長(zhǎng)蓄電池的超級(jí)電容的使用壽命。
　　文中分析了“3+1”端口變換器的工作原理和電壓匹配

3、原理，重點(diǎn)研究了變換器的工作特性，詳細(xì)推導(dǎo)了變換器的功率傳遞關(guān)系，分析其軟開關(guān)條件和范圍等，給出參數(shù)設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)了一臺(tái)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)?；谠撟儞Q器，提出了混合儲(chǔ)能控制策略，能夠根據(jù)直流母線和儲(chǔ)能設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移以及自由切換。根據(jù)蓄電池的工作狀態(tài)，系統(tǒng)分為蓄能和釋能兩種情況，再由超級(jí)電容和直流母線的當(dāng)前狀態(tài)決定變換器的工作模式。在對(duì)各工作模式詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的控制方案，實(shí)現(xiàn)模式間的平滑過渡和切換。仿真和實(shí)驗(yàn)很好地驗(yàn)證