10kW釩液流儲能雙向變流器研制.pdf

1、儲能技術(shù)的迅速發(fā)展，使新能源分布式發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)模并網(wǎng)運行成為可能。釩液流電池作為一種新型環(huán)保儲能電池，在儲能系統(tǒng)中具有廣闊的市場應(yīng)用前景。儲能變流器作為電網(wǎng)與儲能載體之間的電氣接口，關(guān)系到整個儲能系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此，對釩液流儲能雙向變流器的研究具有重要意義。
　　本文首先提出了10kW釩液流儲能雙向變流器的總體設(shè)計方案，選定雙向半橋DC/DC拓撲和帶LCL濾波器的雙向三相橋式DC/AC拓撲構(gòu)成的多級型儲能變流器結(jié)構(gòu)，并簡要分

2、析了電路的工作原理。重點研究帶LCL濾波器的DC/AC級運行于并網(wǎng)模式時的控制策略，建立其在dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，由LCL濾波器無源阻尼方案經(jīng)過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖等效變換，引出濾波電容電流與并網(wǎng)變流的雙閉環(huán)控制策略，并對dq兩軸進行解耦控制。研究基于期望頻率特性的電流雙閉環(huán)控制器的設(shè)計方法，重點分析當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時，對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。提出的設(shè)計方法在已知系統(tǒng)參數(shù)的情況下，可以準(zhǔn)確的計算出內(nèi)外環(huán)的控制器參數(shù)，在保證系統(tǒng)性能的同時

3、使系統(tǒng)具有一定的魯棒性。在理論研究的基礎(chǔ)上，對儲能變流器的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進行了設(shè)計，包括對主電路參數(shù)的計算、對DC/DC控制系統(tǒng)和DC/AC控制系統(tǒng)的設(shè)計、對外圍功能電路的設(shè)計、對控制軟件的設(shè)計以及對上位機界面的設(shè)計等。其中詳細給出了采樣、信號調(diào)理、IPM接口、時序控制、保護、狀態(tài)指示、通訊接口、輔助電源系統(tǒng)等硬件電路的設(shè)計方案，詳細給出了系統(tǒng)主程序、主中斷、通信中斷、啟停時序、分相啟動、單同步坐標(biāo)系軟件鎖相環(huán)、采樣處理、數(shù)字PID