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DC-DC变换器并联运行的研究

作　者: 叶飞
导　师: 潘俊民
学　校: 上海交通大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 直流微电网 DC-DC变换器 并联运行
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


微网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统;它既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行,是智能电网的重要组成部分。微网在满足多种电能质量要求和提高供电可靠性等方面有诸多优点,使它完全可以作为现有骨干电网的一个有益而又必要的补充。微网又可分为直流微网和交流微网。目前研究的微网多为交流微网,即各分布式电源分别通过电力电子器件接入交流网络。交流微网对于每个分布式电源的控制要求较高,需要分别逆变且需考虑频率、电压和功率等多个要素。此外与直流微网相比,交流微网增加了逆变环节,增加了额外的损耗,降低了能源的利用率。若分布式电源都连入直流微电网,这样会降低对控制的要求,而且由于减少了逆变环节可以减小损耗,有效地利用分布式能源,更可以节约电力电子器件,降低成本。分布式可再生能源构成的直流微网中存在着DC-DC变换器并联运行的情况。本文对DC-DC变换器并联运行情况下变换器结构、控制技术和变换器对直流微网的影响进行了研究。对作者提出的DC-DC变换器结构、控制方案和并联运行进行了实验,实验结果表明作者提出的并联运行的DC-DC变换器结构和控制方案是可行的。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 DC-DC 变换器的研究现状  9-11
  1.2 微网的研究现状  11-13
  1.3 本课题的研究内容  13-14
第二章 光伏电池最大功率跟踪控制  14-21
  2.1 光伏电池特性介绍  14-18
    2.1.1 光伏电池等效电路  14-15
    2.1.2 仿真时所使用的光伏电池模型  15-18
  2.2 利用Boost 电路实现光伏电池最大功率跟踪控制  18-20
    2.2.1 Boost 电路简介  18-19
    2.2.2 利用Boost 电路实现光伏电池最大功率跟踪控制  19-20
  2.3 本章小结  20-21
第三章 在微网中DC-DC 变换器并联运行规则  21-23
  3.1 电压型DC-DC 变换器运行规则  21-22
  3.2 电流型DC-DC 变换器运行规则  22
  3.3 主DC-DC 变换器和从DC-DC 变换器概念  22
  3.4 本章小结  22-23
第四章 并联运行的DC-DC 变换器电路设计  23-34
  4.1 电压型DC-DC 变换器设计  23-27
  4.2 电流型DC-DC 变换器设计  27
  4.3 主电路电感参数与电容参数计算  27-29
    4.3.1 主电路电感参数的计算  27-28
    4.3.2 主电路电容参数的计算  28-29
  4.4 电源系统的设计  29
  4.5 驱动电路的设计  29-30
  4.6 信号采集电路设计  30-31
    4.6.1 直流母线电压信号采集  30
    4.6.2 电流型DC-DC 变换器输出电流采集  30-31
  4.7 散热器的设计  31-32
  4.8 直流母线电压防浪涌保护  32-33
  4.9 光伏电池防雷击保护  33
  4.10 本章小结  33-34
第五章 DC-DC 变换器并联运行控制程序设计  34-46
  5.1 基于87LPC768 的软件开发  34-38
    5.1.1 P87LPC768 脉冲宽度调制器  34-35
    5.1.2 模拟比较器  35-36
    5.1.3 A/D 转换器  36-38
  5.2 电压型DC-DC 变换器控制程序设计  38-39
    5.2.1 电压型DC-DC 变换器控制思想以及框图  38
    5.2.2 电压型DC-DC 变换器软件流程图  38-39
  5.3 电流型DC-DC 变换器控制程序设计  39-42
    5.3.1 各种MPPT 算法比较  39-41
    5.3.2 电流型DC-DC 变换器控制思想以及框图  41-42
    5.3.3 电流寻优爬山法流程图  42
  5.4 PID 控制算法  42-45
  5.5 控制程序中的抗干扰措施  45
  5.6 本章小结  45-46
第六章 DC-DC 变换器并联运行的仿真与实验  46-61
  6.1 DC-DC 变换器并联运行的仿真  46-52
    6.1.1 电压型DC-DC 变换器的仿真模型  46
    6.1.2 电压型DC-DC 变换器的仿真波形分析  46-48
    6.1.3 电流型DC-DC 变换器仿真模型  48-49
    6.1.4 电流型DC-DC 变换器输出电流波形及分析  49
    6.1.5 DC-DC 变换器并联运行仿真模型  49-50
    6.1.6 DC-DC 变换器并联运行仿真波形及分析  50-52
  6.2 DC-DC 变换器并联运行的实验结果及分析  52-59
    6.2.1 实验方案及电路  52-53
    6.2.2 实验结果及分析  53-59
  6.3 本章小结  59-61
第七章 结论  61-63
  7.1 本文取得的研究成果  61
  7.2 对后续工作的思考和展望  61-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
攻读硕士学位期间发表的论文  67-69

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变流器
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