10kW釩液流儲(chǔ)能雙向變流器研制.pdf

1、儲(chǔ)能技術(shù)的迅速發(fā)展，使新能源分布式發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)模并網(wǎng)運(yùn)行成為可能。釩液流電池作為一種新型環(huán)保儲(chǔ)能電池，在儲(chǔ)能系統(tǒng)中具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。儲(chǔ)能變流器作為電網(wǎng)與儲(chǔ)能載體之間的電氣接口，關(guān)系到整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，對(duì)釩液流儲(chǔ)能雙向變流器的研究具有重要意義。
　　本文首先提出了10kW釩液流儲(chǔ)能雙向變流器的總體設(shè)計(jì)方案，選定雙向半橋DC/DC拓?fù)浜蛶CL濾波器的雙向三相橋式DC/AC拓?fù)錁?gòu)成的多級(jí)型儲(chǔ)能變流器結(jié)構(gòu)，并簡要分

2、析了電路的工作原理。重點(diǎn)研究帶LCL濾波器的DC/AC級(jí)運(yùn)行于并網(wǎng)模式時(shí)的控制策略，建立其在dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，由LCL濾波器無源阻尼方案經(jīng)過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖等效變換，引出濾波電容電流與并網(wǎng)變流的雙閉環(huán)控制策略，并對(duì)dq兩軸進(jìn)行解耦控制。研究基于期望頻率特性的電流雙閉環(huán)控制器的設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)分析當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。提出的設(shè)計(jì)方法在已知系統(tǒng)參數(shù)的情況下，可以準(zhǔn)確的計(jì)算出內(nèi)外環(huán)的控制器參數(shù)，在保證系統(tǒng)性能的同時(shí)

3、使系統(tǒng)具有一定的魯棒性。在理論研究的基礎(chǔ)上，對(duì)儲(chǔ)能變流器的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括對(duì)主電路參數(shù)的計(jì)算、對(duì)DC/DC控制系統(tǒng)和DC/AC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、對(duì)外圍功能電路的設(shè)計(jì)、對(duì)控制軟件的設(shè)計(jì)以及對(duì)上位機(jī)界面的設(shè)計(jì)等。其中詳細(xì)給出了采樣、信號(hào)調(diào)理、IPM接口、時(shí)序控制、保護(hù)、狀態(tài)指示、通訊接口、輔助電源系統(tǒng)等硬件電路的設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)給出了系統(tǒng)主程序、主中斷、通信中斷、啟停時(shí)序、分相啟動(dòng)、單同步坐標(biāo)系軟件鎖相環(huán)、采樣處理、數(shù)字PID