基于釩電池的儲能供電系統(tǒng)控制策略設(shè)計.pdf

1、電能對整個社會的發(fā)展起著重要作用,不論是生產(chǎn)還是生活,突然斷電都會帶來嚴(yán)重后果,影響正常社會秩序。尤其是生產(chǎn)生活中的重要設(shè)施,如醫(yī)院、煉鋼廠等,如果發(fā)生停電情況,將造成重大的政治影響和經(jīng)濟(jì)損失。本文研究了一種新的儲能供電系統(tǒng)。系統(tǒng)在儲能方面采用釩電池儲能為主,鉛酸電池儲能為輔的結(jié)構(gòu);變換器方面采用雙向變換器,實現(xiàn)一機(jī)兩用;控制方面通過改進(jìn)能量控制算法,優(yōu)化了能量調(diào)度,提高了系統(tǒng)使用壽命和供電可靠性,并且有利于系統(tǒng)模塊化和容量擴(kuò)充。

2、>　　論文首先介紹了新型全釩液氧化還原電池儲能技術(shù),并對電池進(jìn)行研究分析,建立了等效損耗仿真模型,動態(tài)的模擬了電池充放電過程中主要參數(shù)變化。在對電池特性研究的基礎(chǔ)上設(shè)計了電池充放電所需的雙向接口變換器。在分析對比幾中常用拓?fù)浜筮x擇了結(jié)構(gòu)簡單、功率器件電氣應(yīng)力較小的雙向半橋Buck/Boost作為變換器拓?fù)洹?br>　　其次,論文基于釩電池儲能供電模塊,提出了整個儲能供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其中鉛酸電池及其接口變換器組成輔助儲能供電模塊,配合釩電池

3、儲能供電模塊工作。而雙向 DC-AC變換器在電網(wǎng)有電時和電網(wǎng)一起組成供電模塊給儲能單元充電;在電網(wǎng)斷電時,和交流負(fù)載一起組成負(fù)載模塊,由儲能模塊進(jìn)行供電。針對系統(tǒng)中電網(wǎng),釩電池,鉛酸電池,負(fù)載之間的多種能量供需狀態(tài),系統(tǒng)需要對各模塊進(jìn)行能量管理控制?？紤]到系統(tǒng)共直流母線結(jié)構(gòu),論文參考并改進(jìn)了直流母線電壓信號控制算法并應(yīng)用改進(jìn)后的算法對系統(tǒng)工作模態(tài)進(jìn)行了劃分,并分析了模態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換。
　　論文在改進(jìn)后的能量管理控制策略下針對各接

4、口變換器進(jìn)行了控制框圖設(shè)計。其中 DC-DC變換器采用了電壓外環(huán)疊加電流內(nèi)環(huán)共用的控制結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了工作模態(tài)無縫切換,但帶來了PI控制器退飽和問題,論文通過引入抗積分?jǐn)?shù)字PI解決了PI退飽和問題。DC-AC變換器因并離網(wǎng)工作模態(tài)差異大,論文分別進(jìn)行了獨立設(shè)計。對應(yīng)控制框圖,在變換器數(shù)學(xué)建?；A(chǔ)上,論文結(jié)合系統(tǒng)具體參數(shù)在離散域設(shè)計了控制器參數(shù)。
　　最后建立了 Matlab/simulink仿真模型,對前面的理論分析結(jié)果和控制策略設(shè)計