多端口变换器拓扑及功率管理研究

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1、■－－■二‘■’＇一一一．？？，？＇．一＇一．－—■：，－、、＇＇？－ｈＭ１２０７２３分类号＿＿＿＿学号＿ＵＤＣ密级＾４叫义睾ＩＹＡＮＧＺＨＯＵＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹｊ硕击学化冷文？‘Ｉ１‘．．’坤（学术型）．？．．多端口变换器拓扑及功率管理研究于方艳指导教师姓名：蒋伟副教授，扬州大学，江苏扬州，２２５１２７申请学位级别：硕去学科专业名称：电机与电器论文提交日期．０：２０１５４．１５论文答辩日期：２０１５．０５．２８学位授予单位：扬州大学学位授予日期：２０１

2、５．０６．３０答辩委员会主席：周波教授■２０１５年５月．．．－Ｖ．，？、．．＞、？．心：．■．．．—／多端口变换器拓扑及功率管理研究申请扬州大学工学硕±学位论文（）培养单位；扬州大学专业名称；电机与电器研究方向：新能源功率变换技术研究生：于方艳指导老师；蒋伟副教授２０１５．５ＳＴＵＤＹ－ＯＮＭＵＬＴＩＰＯＲＴＣＯＮＶＥＲＴＥＲＴＯＰＯＬＯＧＹＡＮＤＰＯＷＥＲＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＹａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＡｉｎｒｅＤｅｒｅｅｏｆｐｐｌｙ呂ｆｏ

3、化ｇＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＢｙＹｕＦａｎｇｙａｎＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏ拓ｓｓｏｒＪｉａｎＷｅｉｐｇＹａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔＹａｎｇｚｈｏｕ，Ｐ．Ｒ．ＣｈｉｎａＭａ２０１５ｇｙ，，，ｙ＾Ｉ摘要开发利用新能源能有效地解决能源危机和生态环境污染问题，但是大多数新能源易受到外部条件影响，存在着能量密度低、电力供应不稳定、不连续等特点。多端口变换器一（Ｍｕ－ｌｔｉｖＰｏｒｔＣｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＭＰＣ）作为种新型的电力电子变换器装置，可１＾１有效结合新能源与储能元件，形成多能源混

4、合供电系统Ｗ实现稳定连续离效的供电，同时提高变换器功率密度及暂态响应速度。论文研究了降压型和升压型ＭＰＣ拓扑及其功率管理系统。在降压型ＭＰＣ研究中，Ｗ光伏为主要能源，Ｗ电网或柴油发电机为辅助，提出了降压型ＭＰＣ储能系统架构，，选用双相Ｂｕｃｋ变换器并联组成降压型ＭＰＣ拓扑结构Ｗ蓄电池恒流充电为目标，研究了其小信号模型，并设计了双输入单输出的恒流充电控制系统Ｗ简化蓄电池的剩余电量检测算法。在ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ中建立了双相降压变换器的带寄生参数的时域模型，验证了恒流充电控制系统在光伏输入功率波动下的效果，并在硬件样机中进行了相应工况下的实验验证。实验结果表明

5、，系统实现了光伏最大功率追踪工况，并且在光伏功率输出突变的情况下仍能控制恒流充电下的恒流充电。Ｗ光伏电池和蓄电池作为输入能源、蓄电池，提出了升压型可同时连接低压光伏电池和负载（独立负载或电网）的ＭＰＣ拓扑，实现光伏与蓄电池、电网之间的能量交换，并给出此拓朴的推导过程。根据系统可能的运行工况，提出了Ｈ种模式运行状态并详细阐述了其工作原理，结合电路的工作波形对其工作过程进行具体的分析、计算并建模；在此基础上，提出了占空比调制＋移相角调制（ＰＷＭ＋ＰＳＭ）的混合调制控制方案，在ＰＳＩＭ仿真环境中对Ｓ种模式工作状态与模式切换进行仿真验证。通过实验验证了双输入发电工况下Ｐ

6、ＷＭ＋ＰＳＭ调制及其控制方案的有效性。关键词：多端口变换器功率管理最大功率追踪ＳＭ；ＰＷＭ；Ｐ；；ＡｂｓｔｒａｃｔＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＲｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｓｏｌｖｅｔｈｅｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｅｎｅｒｃｒｉｓｉｓａｎｄｔｈｅｅｃｏｌｏｉｃａｌｙｐｇｙｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒｍｏｓｔｏｆｔｈｅｎｅｗｅｎｅｒｓｖｌｎｅｔｅｔｌｎｄｉｔｉｏｎｐ，ｇｙｉｕｒａｂｌｅｏｘｅｒｎａｃｏｓ，ｌｅａｄｉｎｇｔ：ｏｓｏｍｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｓｕｃ

7、ｈａｓｌｏｗｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙｏｗｅｒｓｕｌｉ打ｓｔａＭｉｔ，ｐｐｐｙｙ，－ＭＦＣｉｎｔｅｒｍｉｔｅｎｃｅｅｔｃ．Ｍｕｌｔｉｏｒｔｃｏｎｖｅｒｔｅｒａｓａｎｅｗｔｅｏｆｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｎｖｅｒｔｅｒｃａｎ，ｐ（）ｙｐｐ＊－ｃｏｍｂｉｎｅｎｅｗｅｎｅｒｇｙａｎｄｅｎｅｉｇｙｓｔｏｒａｅｅｌｅｍｅｎｔｓｔｏｆｂｒａｉ