独立光伏发电系统中双向dc-dc变换器的研究

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1、２０分类号：ＴＭ４６单位代码：１０７密级：１５０８５２０７０６：公开学号ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ硕士学位论文独立光伏发电系统中双向ＤＣ－ＤＣ变换器的研究Ｒｅ－ＤＣＣｏｎｖｅｒｔｅｒｓｅａｒｃｈｏｎＢｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＤＣｉｎＩｎｄｅｅｎｄｅｎｔＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＳｓｔｅｍｐｙ：李梦桃论文作者指导教师、职称：曹立学副教授校外指导教师：张大刚专业学位类别：工程硕士专业领域名称：电气工程．二○一八年六

2、月分类号：TM46单位代码：10720密级：公开学号：1508520706硕士学位论文独立光伏发电系统中双向DC-DC变换器的研究ResearchonBidirectionalDC-DCConverterinIndependentPhotovoltaicSystem论文作者：李梦桃指导教师、职称：曹立学副教授校外指导教师：张大刚专业学位类别：工程硕士专业领域名称：电气工程二○一八年六月摘要在自然资源日益紧张、地球环境日益恶化的现今社会，加大对可再生、清洁能源的开发及利用不仅是应对资源匮乏的措施，更是对环境污

3、染的补救之策。光伏发电作为利用可再生清洁能源的代表，得到了政府政策的大力支持以及社会各界的积极响应，这使得在光伏发电中广泛应用的双向DC-DC变换器也备受重视。本文以带储能装置的独立光伏发电系统为背景，对其中实现能量双向传递的双向DC-DC变换器进行了研究。介绍独立光伏发电系统的工作模式，并对各模式进行总结归类，介绍双向DC-DC变换器及其研究现状。介绍Buck/Boost型双向DC-DC变换器的工作原理，并进行非理想条件下的精确建模，讨论分析电感、电容参数及开关管工作频率对其频域特性的影响。重点研究通过优化电

4、感、电容参数提高变换器性能的方法，提出了一种双向DC-DC变换器参数优化设计方法。该方法在选择电感参数时，同时满足Buck模式全动态工作范围内电感电流纹波率的约束条件和Boost模式全动态工作范围内电感电流连续的约束条件；选择低压侧电容时，满足Buck模式全动态工作范围内蓄电池电压纹波率的约束条件；选择高压侧电容时，满足Boost模式全动态工作范围内负载电压纹波率的约束条件。结合本设计实例，在PSIM软件环境中搭建模型进行仿真，仿真结果验证了参数优化设计的合理性。最后根据独立光伏发电系统的工作模式，结合蓄电池充

5、放电特性，进行恒流充电、恒压充电及恒压放电三种模式下滞后-超前型控制器参数的设计。在PSIM软件环境中搭建双向DC-DC变换器双闭环系统模型，验证控制器参数设计的合理性。搭建实验平台，通过实验结果验证参数优化设计及控制器参数设计的合理性。关键词：光伏发电；双向DC-DC变换器；动态工作范围；参数设计；滞后-超前校正IAbstractIntoday'ssocietywithincreasinglynaturalresourcesandincreasinglyworseningoftheearth'senviron

6、ment,increasingthedevelopmentandutilizationofrenewableandcleanenergyisnotonlyaresponsetoresourcescarcity,butalsoaremedyforenvironmentalpollution.Photovoltaicpowergeneration,asarepresentativeofrenewablecleanenergy,hasreceivedstrongsupportfromgovernmentpolicie

7、sandpositiveresponsefromallwalksoflife.SothebidirectionalDC-DCconverters,whicharewidelyusedinphotovoltaicpowergeneration,haveattractedmuchattention.BasedontheindependentphotovoltaicpowergenerationsystemwithenergystoragedevicetakingthebidirectionalDC-DCconver

8、ter,whichcantransmittheenergybidirectional,astheresearchobject.Theworkingmodeofindependentphotovoltaicpowergenerationsystemisintroduced,andthemodesaresummarizedandclassified.ThebidirectionalDC-D