电感耦合交错三电平双向DC/DC储能接口变换器及控制

摘要

随着分布式发电系统及智能电网的发展，在新能源发电系统中，由于发电单元一般都具有间歇性，往往会不能满足或超出负载的需要，因此，在发电系统中配备一定的储能单元是必须的。储能单元能够起到削峰填谷的作用，对于调节新能源发电系统输出功率，提升电网效率，保证系统安全运行至关重要。从而研究满足储能系统要求的接口变换器及其控制也越来越受到重视。
　　本文针对直流微电网中分布式发电系统高压大功率的特点，对结构简单、非隔离的交错三电平双向DC/DC接口变换器进行了工作原理分析、滤波电感耦合设计，提出了相应的软开关策略。在此基础上，进行了电感耦合交错三电平双向DC/DC接口变换器建模，分析了耦合电感的解耦以及变换器的解耦控制方法。
　　针对储能系统在整个分布式发电中的作用，需要根据发电多少、负载需要以及蓄电池的状态建立完善的能量管理策略，保证整个系统的安全平稳运行。首先仿真验证了蓄电池充放电状态下的变换器的软开关实现，之后提出了能量管理策略，仿真验证了在新能源功率、直流负载发生变化时，为稳定直流母线电压，能量的双向流动控制的有效性。
　　最后在前文理论研究及仿真验证的基础上，根据课题项目的相关控制需要，设计了滤波耦合电感，并在电感耦合交错三电平双向DC/DC变换器实验平台的上进行了实验验证，观测了变换器稳态工作情况下的关键点波形，对软开关策略、蓄电池充放电控制、能量双向流动控制进行了具体实验分析，实现了储能接口变换器的软开关、达到了稳定直流母线电压以及储能单元的充放电平滑切换的目的，从而实验验证了理论分析的正确性及有效性。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2储能技术的应用与发展

1.3储能接口双向DC/DC变换器研究现状

1.4本文的主要研究内容

第2章 电感耦合交错三电平双向DC/DC变换器

2.1 引言

2.2电感耦合交错三电平双向DC/DC变换器及软开关

2.3交错三电平双向DC/DC变换器电感耦合设计

2.4 本章小结

第3章 储能接口变换器模型与能量控制

3.1 引言

3.2电感耦合交错三电平双向DC/DC变换器模型

3.3电感耦合交错三电平双向DC/DC变换器软开关仿真分析

3.4储能接口能量控制及仿真分析

3.5 本章小结

第4章 储能接口变换器设计及实验分析

4.1 引言

4.2储能接口变换器结构

4.3储能接口变换器控制系统设计

4.4储能接口变换器实验分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢