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[硕士论文] 王哲俊
电气工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:本文首先针对当下国际能源的形势论述了研究移动式储能电站的目的、意义,接着讨论了本课题的研究现状,具体介绍了移动式储能电站的作用及应用实例。文章整体介绍了移动式储能电站的架构,该储能系统把储能电池、电池管理系统(BMS)、功率转换系统(PCS)等部分以车载集装箱的形式集成,通过能量管理系统(EMS)实现对储能系统的监控。功率转换系统(PCS)是本文的研究重点,文中针对功率变换器的分类及拓扑结构、不同网侧滤波器的优缺点、分析研究了功率转换系统的相关组配方案为单级式隔离型,网侧使用LCL滤波器抑制谐波,并根据组配方式设计了储能电池模组的电压范围。通过控制功率变换器的运行模式为整流或逆变,可以控制移动式电池储能系统中的能量进行双向流动,从而解决电力系统问题,如电源备用、调节有功/无功、稳定电网等。
  其次,着重研究功率变换器的控制策略并进行仿真分析验证。通过分析功率转换系统的简化单相电路模型,研究能量如何在直流侧与交流侧之间进行双向流动,即四象限运行。当PCS从电网吸取电能时,其运行于整流工作状态;当PCS向电网传输电能时,其运行于逆变工作状态。分析功率变换器的数学模型,并进行相应的坐标变换,针对系统的网侧功率因数控制、能量双向传输功能,提出按照PCC处电压矢量进行定向,采用电流闭环结构的SVPWM控制策略。文中进一步考虑电池的充电特性,设计了恒压充电/恒流充电,并根据控制目标分别令直流侧电压/电流为控制外环。同时对提出的控制策略进行相应的仿真分析验证,证明在不同的运行模式下该系统都能够保证电能质量,实现功能需求。
  接着,按照移动式储能系统的功能设计相关硬件并分析系统效率。其中,硬件部分包括主回路及相关参数的设计,而控制器采用FPGA与DSP组合的架构。
  最后,对整个移动电站监控系统的架构进行划分,进一步说明EMS与BMS和PCS之间的关系,对移动电站各系统进行集成设计,然后围绕电池组/PCS集装箱监控系统的架构组成及各部分功能展开介绍,并说明监控系统的运行状态。
摘要:超级电容功率密度大、循环寿命长及工作温度范围宽等优点使其成为近年来备受青睐的一种新型储能装置.针对由于制造误差、自放电率等因素引起的电容器单体间电压差异,文章研究一种双向DC/DC均压电路实现超级电容电压均衡.均压电路实时采集两组电容器电压值进行比例运算,通过算法控制达到均压效果.基于MATLAB/Simulink搭建电路仿真模型,验证该方法的可行性.
摘要:近几年,由于全球能源局势不断变化及国家政策大力支持,光伏发电及其并网技术飞速发展.本文针对光伏并网逆变器的控制目标,采用空间矢量PWM(SVPWM)电流控制方式,最后对光伏并网逆变器的数学模型做出详细分析.
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