分布式自重组蓄电池储能系统研究

发布时间：2017-07-28 16:38

  本文关键词：分布式自重组蓄电池储能系统研究

  更多相关文章： 电池管理系统 蓄电池储能系统 电池恢复效应 自重组 零电压开通 双有源全桥变换器

【摘要】：电池储能系统是新能源发电系统的重要组成部分。传统的集中式架构存在诸多缺陷,如电池电压均衡问题、系统低可靠性和低储能利用率。为了解决这些问题,分布式蓄电池储能系统被提了出来。在分布式蓄电池储能系统中,双向直直变换器得到了广泛的应用。本文基于微型电池储能模块,提出一种应用于直流微网架构的分布式蓄电池储能架构。所提分布式架构具有以下优势:1)无电池电压均衡和电池过充、过放问题;2)高可靠性和高兼容性;3)高储能利用率;4)降低了电池管理系统的体积和重量。所提微型电池储能模块由微型双向直直变换器、微型电池管理系统和电池组单体组成。在所提分布式架构基础上,本文还提出一种基于电池恢复效应的自重组控制策略,能进一步提升分布式蓄电池储能系统的放电效率。为了优化所提自重组控制策略,本文利用曲线拟合方法建立了所提控制策略的数学分析模型,从理论上验证了其可行性。得益于可实现双向能量传递、零电压开通和高效率等优势,双有源全桥变换器被选作微型电池储能模块中的微型双向直直变换器。本文提出一种结合传统移相控制和三角波控制的混合式变频控制方式,能够在宽负载范围内减小变换器的主导损耗,提升变换器效率。本文搭建了分布式蓄电池储能系统实验平台用来验证所提自重组控制策略,所搭建平台总功率1.5KW,包含四个微型电池储能模块,每个微型电池储能模块包含一个12V/100Ah电池组、一个微型电池管理装置和一个微型双向DC/DC变换器。实验结果表明应用所提自重组算法,分布式蓄电池储能系统的总放电时间得到显著提升。微型双向DC/DC变换器样机为12V/380V/500 W的双有源全桥变换器,验证了所提混合变频控制方式的可行性。
【关键词】：电池管理系统 蓄电池储能系统 电池恢复效应 自重组 零电压开通 双有源全桥变换器
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注释表10-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 传统集中式蓄电池储能系统13-15
• 1.3 蓄电池储能双向变换器15-16
• 1.4 本文研究内容及意义16-19
• 1.4.1 研究内容16-17
• 1.4.2 研究意义17-19
• 第二章 分布式蓄电池储能架构19-23
• 2.1 微型电池单体储能模块19
• 2.2 基于MBM的分布式蓄电池储能架构19-21
• 2.2.1 串联架构19-20
• 2.2.2 并联架构20
• 2.2.3 串并联混合架构20-21
• 2.2.4 混合BMS架构21
• 2.3 分布式蓄电池储能系统优势21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 自重组控制策略23-30
• 3.1 电池恢复效应23
• 3.2 电池SOC估测23-24
• 3.3 自重组控制策略24-25
• 3.4 基于电池恢复效应的自重组控制数学建模分析25-28
• 3.5 系统稳定性分析28
• 3.6 本章小结28-30
• 第四章 双有源全桥双向变换器30-40
• 4.1 DAB概述30-31
• 4.2 CPM与TCM对比31-34
• 4.2.1 CPM31-32
• 4.2.2 TCM32
• 4.2.3 CPM和TCM对比32-34
• 4.3 所提变频混合调制策略34-36
• 4.4 TCM损耗分析与对比36-39
• 4.4.1 TCM损耗分析36-38
• 4.4.2 定频TCM控制与变频TCM损耗分布对比38-39
• 4.5 本章小结39-40
• 第五章 仿真和实验结果40-59
• 5.1 仿真验证和讨论40-43
• 5.1.1 集中式蓄电池储能系统仿真40-41
• 5.1.2 分布式蓄电池储能系统仿真41-42
• 5.1.3 分布式自重组蓄电池储能系统仿真42-43
• 5.2 实验验证和讨论43-58
• 5.2.1 自重组控制算法实验验证43-50
• 5.2.2 混合变频控制方式验证50-58
• 5.3 本章小结58-59
• 第六章 结束语59-60
• 6.1 本文的主要工作59
• 6.2 工作展望59-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 攻读硕士学位期间所发表的论文及专利64

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本文编号：585039