面向能源互聯(lián)網(wǎng)的多端口雙向能量路由器研究.pdf

1、近年來，隨著全球電力需求的不斷增長以及傳統(tǒng)化石能源的日益匱乏，新能源技術(shù)和儲能技術(shù)得到了快速的發(fā)展與應(yīng)用，但可再生能源發(fā)電裝置、儲能裝置以及電動汽車等不確定性電能負(fù)載的接入，使得傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)及電力設(shè)備無法滿足供電形式多樣化和能量多方向流動的需要，能源互聯(lián)網(wǎng)的概念應(yīng)運(yùn)而生。本文對能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵部分——能量路由器進(jìn)行了研究，重點(diǎn)探究了其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及協(xié)調(diào)控制策略。
　　首先，本文給出了一種多端口雙向能量路由器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)渲饕筛?/p>

2、壓網(wǎng)側(cè)變流器端口、低壓交流負(fù)載端口和低壓直流負(fù)載端口三部分組成，其中高壓網(wǎng)側(cè)變流器端口又由級聯(lián)H橋變流器與雙向隔離型半橋DC/DC變換器兩個(gè)模塊構(gòu)成。文章分析了各端口的基本工作原理、控制方式和功率傳輸特點(diǎn)，并結(jié)合設(shè)計(jì)目標(biāo)與軟件仿真確定了主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及主要參數(shù)。
　　其次，本文探究了一種分散自治的協(xié)調(diào)控制策略——系統(tǒng)無需一個(gè)集中控制器對各端口進(jìn)行實(shí)時(shí)信息采集與功率分配，而是通過監(jiān)測直流母線電壓的相對變化趨勢，判斷系統(tǒng)內(nèi)部的功率流

3、動和實(shí)時(shí)能量平衡情況。以此為基本思想，本文詳細(xì)介紹了各端口的控制策略:對高壓網(wǎng)側(cè)變流器的級聯(lián)H橋變流器模塊采用直接電流解耦和三級式直流穩(wěn)壓控制，對DC/DC變換器模塊進(jìn)行移相控制，以確保有功功率的動態(tài)平衡和直流母線電壓的恒定;對低壓交、直流負(fù)載端口均采取端口定電壓控制，以提供標(biāo)準(zhǔn)化的交、直流接口。各端口變流器只需根據(jù)本端口信息和直流母線電壓就可以實(shí)現(xiàn)完全的雙向功率控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)路由器的分散自治控制，提高整個(gè)裝置的可靠性和可用率。

4、r>　　最后，在PSCAD/EMTDC環(huán)境下建立了多端口能量路由器的詳細(xì)仿真模型，并對系統(tǒng)的啟動過程，低壓交、直流負(fù)載端口僅接入變化的負(fù)載，低壓交流負(fù)載端口經(jīng)逆變器接入附加的PV分布式發(fā)電，低壓直流負(fù)載端口接入附加的PV分布式發(fā)電，低壓交、直流負(fù)載端口均接入附加的PV分布式發(fā)電等不同運(yùn)行工況進(jìn)行了仿真與分析。仿真結(jié)果表明，本文提出的多端口能量路由器能夠?qū)崿F(xiàn)不同交直流制式、不同電壓等級間的互聯(lián)和雙向能量流動，為交、直流負(fù)載側(cè)提供了標(biāo)準(zhǔn)化接