微網(wǎng)中5kW釩液流儲能變流器研究.pdf

1、開發(fā)使用新能源是解決能源枯竭和環(huán)境污染問題的重要手段，但其存在的不穩(wěn)定因素導致并網(wǎng)質量不高、安全性無法保證。將帶儲能環(huán)節(jié)的微網(wǎng)裝置引入新能源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可緩沖發(fā)電波動性，提高并網(wǎng)可靠性。釩液流電池等清潔儲能電池的發(fā)展，為新能源大規(guī)模并網(wǎng)的理論可行性提供了實現(xiàn)方案。因此，作為儲能系統(tǒng)中的能量轉換裝置，對釩液流儲能變流器的研究顯得意義重大。
　　本文針對5kW/20kWh釩液流電池充放電特點及微網(wǎng)運行要求研究其能量轉換裝置。首先確定系

2、統(tǒng)總體電路結構，基于拓撲結構建立了變流器數(shù)學模型，并給出了主參數(shù)計算過程。重點研究了變流器充電運行模式控制策略，設計PI雙閉環(huán)控制器，對其不足提出將模糊控制與內模原理引入控制器設計，并進行了仿真驗證；另外，基于濾波器LCL型拓撲結構中穩(wěn)定性與控制精確性問題，提出了一種分裂電容無源阻尼中間電流控制策略，通過模型分析及穩(wěn)定性判斷得出控制參數(shù)并進行仿真，驗證了該策略的有效性。其次，基于確定的方案設計了系統(tǒng)的軟硬件平臺，硬件部分包括控制電路、信

3、號采集調理電路、相關驅動接口電路、保護電路以及控制電源；軟件部分包括變流器軟件工作流程以及發(fā)波、待機和通信等中斷程序的編寫過程，對軟件中重要功能程序段進行了詳細分析，包括軟件濾波、鎖相環(huán)、控制器以及啟/停時序等功能軟件，并針對微網(wǎng)中通信及遠程監(jiān)控要求，設計了外部通信功能軟件。最后，基于軟硬件設計搭建了5kW釩液流儲能變流器樣機，并于現(xiàn)場調試中獲得了樣機實驗數(shù)據(jù)，包括DC-DC部分實驗數(shù)據(jù)、DC-AC部分實驗數(shù)據(jù)以及外部通信液晶屏顯示界面