船舶微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)雙向DC-DC變換器設(shè)計(jì).pdf

1、隨著傳統(tǒng)不可再生能源的枯竭和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，為了維持社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，清潔能源和可再生能源的開發(fā)越來越受到人們的重視。在此背景下，船舶微電網(wǎng)技術(shù)利用新能源和清潔能源發(fā)電將成為船舶未來發(fā)展的新方向。微電網(wǎng)需要加入分布式儲能單元實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)能量的流動管理，本文采用蓄電池作為微電網(wǎng)的儲能單元。
　　本文首先論述了船舶微電網(wǎng)儲能技術(shù)的研究背景及意義，根據(jù)儲能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，采用雙向DC-DC變換器作為蓄電池的充放電裝置，實(shí)

2、現(xiàn)對蓄電池的充放電控制及能量流動管理。并根據(jù)微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)，選擇雙向Buck-Boost電路作為變換器的主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對變換器的主電路、軟啟動電路及IGBT緩沖電路進(jìn)行了參數(shù)分析及設(shè)計(jì)。然后根據(jù)儲能系統(tǒng)的控制需求，對雙向DC-DC變換器進(jìn)行了小信號建模，采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制策略對變換器的Buck電路模式和Boost電路模式進(jìn)行了穩(wěn)定性分析及補(bǔ)償器設(shè)計(jì)。最后對變換器控制系統(tǒng)的軟硬件電路進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。硬件電路設(shè)計(jì)

3、包括電壓、電流和溫度的采樣調(diào)理電路設(shè)計(jì)，基于M57962L的IGBT驅(qū)動電路設(shè)計(jì)，基于TL494的PWM控制電路設(shè)計(jì)，基于UC3902的均流電路設(shè)計(jì)，以及過壓過流硬件保護(hù)電路設(shè)計(jì)。軟件電路設(shè)計(jì)采用單片機(jī)MSP430芯片及外圍電路實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，對變換器系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測及通信報(bào)警。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上，完成了一臺5KW樣機(jī)裝置，并進(jìn)行了樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)測試和結(jié)果分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明雙向DC-DC變換器裝置能夠根據(jù)控制穩(wěn)定可靠運(yùn)行，并具