飛輪儲能驅動控制系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、利用和發(fā)展可再生能源發(fā)電可以節(jié)約化石燃料、減少污染物的排放，是應對化石能源危機，保證電力工業(yè)和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。為了大規(guī)模推廣和有效應用可再生能源發(fā)電，需要減少其輸出功率的隨機性和波動性對電網(wǎng)和用戶帶來的影響。因此，需要利用儲能技術吸收電網(wǎng)過剩的功率并在缺額時及時補償，從而保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和用戶的供電質量。此外，在新興的電能應用領域如電動汽車、電磁發(fā)射等，也同樣需要儲能技術。
　　 目前常見的儲能方式，如抽水蓄

2、能和蓄電池等，具有受地理條件制約、效率低和對環(huán)境影響大的缺點。隨著材料、磁懸浮、控制和電力電子等幾個方面科學技術的突破，飛輪儲能以其高效率、高儲能密度、無污染、靈活可靠的優(yōu)勢開始成為研究的熱點。國外已經(jīng)有成熟的商業(yè)產(chǎn)品，但是國內的研究還停留于實驗研究階段。
　　 本論文從飛輪儲能驅動及其控制系統(tǒng)的結構和原理入手，分析了各個關鍵電路的技術。根據(jù)飛輪儲能系統(tǒng)的工作特點選用永磁無刷直流電機作為飛輪儲能的電動/發(fā)電機，并對其基本工作原理

3、和控制策略進行了理論上的研究和Matlab仿真。在此基礎上設計了飛輪儲能的驅動控制電路，選用IPM、IGBT作為電路的電力電子器件，選用TMS320F2812作為控制器的核心CPU。并根據(jù)實際的系統(tǒng)需求設計雙向DC-DC電路、三相全橋電路和基于雙DSP的數(shù)字控制器等相關功能電路，完成具體的電路板設計和測試工作。
　　 最后，利用小型飛輪樣機、驅動控制電路和其他配套設備搭建了飛輪儲能實驗系統(tǒng)，利用CCS軟件為DSP編程實現(xiàn)了控制策