新能源儲(chǔ)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(jì)發(fā)展亟待解決的兩大問題。為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)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(shì)。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(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)也受到了越來越多的關(guān)注，通過對(duì)能量儲(chǔ)存、釋放與轉(zhuǎn)換的控制，可以實(shí)現(xiàn)能源利用的高可靠性、高效率、高利用率，從而達(dá)到節(jié)約能源、改善環(huán)境的目的。因此，新能源儲(chǔ)能系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為當(dāng)今世界研究的熱點(diǎn)。
　　針

2、對(duì)新能源儲(chǔ)能系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)要求，本文提出了一個(gè)包括:光伏組件陣列、最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Tracking，MPPT)控制器、儲(chǔ)能動(dòng)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(chǔ)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(diǎn)設(shè)計(jì)和研究了其中的儲(chǔ)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(chǔ)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(cuò)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(chǔ)能電池，通過比較它們之間的優(yōu)缺點(diǎn)，給出了儲(chǔ)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(gè)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(duì)功率變換系統(tǒng)(Pow

4、er Convert System，PCS)能量雙向流動(dòng)的應(yīng)用，分別對(duì)雙向AC/DC變換器，雙向DC/DC變換器以及儲(chǔ)能電池進(jìn)行了建模與仿真，從而設(shè)計(jì)出PCS能量雙向流動(dòng)控制器。針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)在新形勢(shì)下并網(wǎng)/離網(wǎng)功能，給出了PCS并網(wǎng)/離網(wǎng)運(yùn)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(yùn)行平滑切換時(shí)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(shí)再切換，可以減輕調(diào)節(jié)器的負(fù)擔(dān)，加快控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，從

5、而可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)和離網(wǎng)運(yùn)行的平滑切換。
　　論文為所研究的PCS設(shè)計(jì)了主電路參數(shù)，給出了電感、電容詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程和方法，并選擇了開關(guān)器件。詳細(xì)分析了PCS的損耗，給出了理論分析后的結(jié)果，驗(yàn)證了參數(shù)設(shè)計(jì)的正確性。對(duì)BMS的硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，給出了硬件電路框圖;在對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，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(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能系統(tǒng)的全