新能源儲能關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、傳統(tǒng)能源枯竭及帶來的環(huán)境污染問題是目前經(jīng)濟發(fā)展亟待解決的兩大問題。為實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)和探究可再生新型能源成為世界范圍的趨勢。綜合多方面考慮，太陽能的應(yīng)用前景最為廣闊，因此受到很多國家的重視。在光伏發(fā)電應(yīng)用發(fā)展的同時，儲能系統(tǒng)也受到了越來越多的關(guān)注，通過對能量儲存、釋放與轉(zhuǎn)換的控制，可以實現(xiàn)能源利用的高可靠性、高效率、高利用率，從而達到節(jié)約能源、改善環(huán)境的目的。因此，新能源儲能系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為當今世界研究的熱點。
　　針

2、對新能源儲能系統(tǒng)的現(xiàn)實要求，本文提出了一個包括:光伏組件陣列、最大功率點跟蹤(Maximum Power Point Tracking，MPPT)控制器、儲能動力電池組、電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)、并網(wǎng)逆變器、雙向DC/DC電路以及相應(yīng)的儲能電站聯(lián)合控制調(diào)度系統(tǒng)等在內(nèi)的發(fā)電系統(tǒng)，并重點設(shè)計和研究了其中的儲能子系統(tǒng)和光伏發(fā)電子系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)。研究儲能子系統(tǒng)中的雙向DC/DC變換器，為提高其

3、效率，采用軟開關(guān)技術(shù)以及三相交錯并聯(lián)的電路結(jié)構(gòu)，一方面有助于減小電感電流紋波，從而提高功率密度，另一方面有助于開關(guān)器件的選取，從而提高變換器效率;研究了常見的幾種儲能電池，通過比較它們之間的優(yōu)缺點，給出了儲能電池的選型;研究了BMS的主要功能，不僅可以提高電池的使用壽命與利用率，而且整個系統(tǒng)功率也能夠得到更好的利用。研究光伏發(fā)電子系統(tǒng)中的雙向AC/DC變換器，給出了調(diào)制方法與具體的工作原理及模態(tài)分析。
　　針對功率變換系統(tǒng)(Pow

4、er Convert System，PCS)能量雙向流動的應(yīng)用，分別對雙向AC/DC變換器，雙向DC/DC變換器以及儲能電池進行了建模與仿真，從而設(shè)計出PCS能量雙向流動控制器。針對儲能系統(tǒng)在新形勢下并網(wǎng)/離網(wǎng)功能，給出了PCS并網(wǎng)/離網(wǎng)運行控制原理和具體的模式切換過程，創(chuàng)造性的提出了一種并網(wǎng)/離網(wǎng)運行平滑切換時電壓型控制與電流型控制的前饋控制方法。該方法無需等到電網(wǎng)電壓過零時再切換，可以減輕調(diào)節(jié)器的負擔，加快控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度，從

5、而可實現(xiàn)并網(wǎng)和離網(wǎng)運行的平滑切換。
　　論文為所研究的PCS設(shè)計了主電路參數(shù)，給出了電感、電容詳細的設(shè)計過程和方法，并選擇了開關(guān)器件。詳細分析了PCS的損耗，給出了理論分析后的結(jié)果，驗證了參數(shù)設(shè)計的正確性。對BMS的硬件電路進行了設(shè)計，給出了硬件電路框圖;在對軟件進行設(shè)計時，介紹了主要參數(shù)采集的軟件流程。采用TI公司的數(shù)字芯片TMS320F28035作為控制核心，美信專用芯片MAX14921構(gòu)建電池測量電路，從而實現(xiàn)了儲能系統(tǒng)的全