变电站锂离子电池直流系统充电装置的研究

摘要

在现代城网建设工程中，直流电源系统的品质对保证电网运行起着重要作用。直流系统工作可靠与否对变电站的安全运行有着重要影响。直流系统的关键组成部分是蓄电池，对蓄电池合理的充电是保证其长期运行的关键。因此，在直流系统中，充电电源装置至关重要。
　　锂离子电池相较于传统二次电池具有输出电压高、能量密度大、搁置寿命长等特点。虽然目前我国变电站大都使用铅酸电池，但铅污染问题的存在，使铅酸电池的使用率在逐渐下降。长远来看，电力系统中，高性能且无污染的磷酸铁锂蓄电池势必成为最广泛应用的蓄电池。
　　本文以磷酸铁锂电池作为变电站蓄电池，设计直流系统充电模块对其进行充电。对充电电源的主电路、控制电路以及相关的辅助电路等硬件电路进行了设计。应用DSP进行控制，采集充电电源装置的输出参数来调节占空比，控制开关管的通断，实现充电电源输出电压电流的调节。使高频开关充电电源装置的输出满足磷酸铁锂蓄电池的充电特性曲线，对蓄电池进行安全高效的充电。同时，需要实时检测充电电压、电流及温度，用以对蓄电池进行过压过流及温度保护。任何参数超出允许的范围，都需要停止充电过程。最后对设计的电路进行了仿真和实验，结果与要求相符，验证了设计的合理性。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外发展现状及趋势

1.3 课题的主要工作内容

1.4 本章小结

第二章 磷酸铁锂蓄电池及其充电的研究

2.1 磷酸铁锂电池特性

2.2 磷酸铁锂蓄电池充电方法及控制策略

2.3 本章小结

第三章 高频开关充电电源装置的硬件设计

3.1高频开关充电电源装置组成与原理

3.2 充电电源设计参数指标

3.3高频开关充电电源拓扑结构

3.4 输入整流滤波电路

3.5功率变换电路

3.6控制电路

3.7辅助电源电路

3.8本章小结

第四章 高频开关充电电源装置的软件设计

4.1 软件设计要求

4.2软件总体设计

4.3 PID控制法

4.4本章小结

第五章 高频开关充电电源的仿真与实验

5.1系统的仿真与测试结果

5.2系统的实验

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2全文展望

致谢

参考文献