儲能用矩陣式AC-DC變換器的控制.pdf

1、儲能裝置是新能源發(fā)電系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),液流電池的優(yōu)點使其具有成為大規(guī)模儲能裝置的發(fā)展趨勢,研究液流電池儲能系統(tǒng)和電網(wǎng)之間的雙向變換器是解決液流電池大規(guī)模應用的關(guān)鍵技術(shù)之一。矩陣式AC/DC變換器具有功率密度高、輸入功率因數(shù)可調(diào)、輸入電流諧波含量小、直流側(cè)不需要大電容、能量可雙向流動等特點,能夠滿足儲能系統(tǒng)對雙向變換器的需求。本文以矩陣式AC/DC變換器為研究對象,分析了儲能用矩陣式AC/DC變換器的控制策略:充放電閉環(huán)控制策略和輸入功率

2、因數(shù)調(diào)節(jié)閉環(huán)控制策略。
　　給出了矩陣式AC/DC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理,推導了電流空間矢量調(diào)制策略,并選擇了兩個零矢量前后置的調(diào)制算法。介紹了矩陣式AC/DC變換器電流型四步換流策略。利用Matlab/Simulink仿真環(huán)境建立了矩陣式AC/DC變換器的仿真模型,仿真驗證了其調(diào)制算法、AC-DC變換功能、輸入功率因數(shù)調(diào)節(jié)功能。
　　研究了矩陣式AC/DC變換器的控制策略。采用輸出電感電流閉環(huán)控制以實現(xiàn)對電池恒流和恒功

3、率充放電管理,采用輸出電容電壓、電感電流雙閉環(huán)控制以實現(xiàn)對電池的恒壓充電,并建立了矩陣式AC/DC變換器的數(shù)學模型設(shè)計了相應的控制器。分析了輸入功率因數(shù)開環(huán)控制時網(wǎng)側(cè)濾波器的影響,采用相應輸入功率因數(shù)角閉環(huán)控制以實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的準確控制,并用一種間接的方法對輸入功率因數(shù)角進行建模,通過仿真驗證了該模型的合理性,基于此模型設(shè)計了相應的PI控制器。
　　分析了液流電池的基本工作原理并用交流阻抗譜法建立了能反映其充放電特性的仿真模型。

4、將該模型作為矩陣式AC/DC變換器的負載進行了仿真。仿真驗證了充放電控制時和輸入功率因數(shù)角控制時控制器設(shè)計的合理性,還驗證了該控制策略可以對釩液流電池儲能系統(tǒng)進行能量管理。
　　在矩陣式AC/DC變換器的試驗平臺上,對帶鉛酸蓄電池負載的變換器進行了單位輸入功率因數(shù)角校正實驗、輸入功率因數(shù)角調(diào)節(jié)實驗和單位輸入功率因數(shù)下充放電切換實驗。實驗結(jié)果證明了本文所采用的控制策略可以對電池充放電進行較為理想的控制,也可以對輸入功率因數(shù)角進行較為