飞轮储能控制系统的研究

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1、哈尔滨理工大学工学硕士学位论文飞轮储能控制系统的研究摘要飞轮储能是一种优越的新型储能技术，它可以从太阳能、电网过剩电能、风能中补充能源，具有高效、安全、绿色、经济等特点，应用面非常广。目前，飞轮储能技术在航天、电力系统、混合动力汽车等已有成功应用的案例。基于飞轮储能技术的分布式能源系统以分布形式存在，可成为优化电力系统、提高电网利用率的有效方式。若能普遍采用，有望解决城市20％一30％的电能供应问题，意义重大。本课题来源于深圳市重点科技项目自主分布能源系统的前期研究。论文主要对飞轮储能系统中实现能量转换控制的关键器件，

2、即电力电子装置及其控制系统进行研究。在查阅大量国内外相关资料基础上，通过对飞轮储能系统结构、原理、工作模式和控制方式的分析，确定以TMS320F2812DSP芯片作为核心的硬件方案，并完成系统硬件电路的初步设计。应用MAIZAB进行系统仿真，以完善并最终确定硬件设计和相关软件设计方案，完成实验样机的研制。充电部分主要实现电能转化为机械能。为了保证飞轮在电机的带动下完成快速充电，以电流和转速为调整对象，采用PAM调制和三相逆变电路PWM调制相配合，以减小启动电流和转矩脉动，力求构建高性能的转速电流双闭环永磁直流无刷电动机

3、系统；放电部分主要实现机械能向电能转化。’以母线电压为调整对象，利用BOOST升压变换器，将母线电压稳定在310V左右，再经过逆变电路SPWM调制使其输出稳定的220V工频交流电。通过实验样机的调试和仿真分析结果表明该系统设计方案是合理、可靠性较高，达到了预期的目的，为下一阶段的产品开发奠定了良好的基础。关键词飞轮储能：电力电子；直流无刷电动机；DSP哈尔滨理工大学工学硕士学位论文ResearchonFlywheelEnergyStorageControlSystemAbstractFlywheelenergystor

4、age(FES)isalladvantageoustypeoflate—modelenergystoragetechnology,whichcanbegotfromsolarenergy,windenergyandexcesselectricalenergyofpowernetworkasthesupplementaryenergysource．Thesystemishighefficient，secure，greenandeconomic．Atpresent，FEStechnologyhasbeensuccessfu

5、llyappliedinmanyfieldssuchasaerospace，electricpowersystems，hybridelectricvehicles，etc．DistributedenergysystembasedonFESisaneffectivemethodtooptimizeelectricpowersystemandimprovetheutilizationrateofelectricitynetworks．Ifthemethodcanbewidelyused，20％-30％ofcitypower

6、supplywouldbesolved．Thus，ithashighsignificance．TheresearchisapartofpreviousresearchofindependentdistributionenergysystemwhichisanimportanttechnologyprojectinShenzhen．Theelectronicelementsandcontrolsystem，whicharcthekeycomponentsofenergyconversioninFESS，aremainly

7、discussedinthisdissertation．AfterreferringtoalotofdomesticandforeignpapersaboutFESSandanalyzingthestructure，principle，workmodeandcontrolmethodsofFESS，asolutionbasedontheTMS320F2812isproposedandinitialsystemhardwarecircuitsaredesignedinthisdissertation．Inordertof

8、inalizethedesignproposalofhardwareandsoftware，thesimulationsoftwareofMATLABhasbeenusedforFESsystem．Finally,anexperimentalprototypeisdeveloped．Inchargesection，electric