多能源储能系统锂电池功率变换单元设计

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1、分类号：单位代码：密级学号：硕士学位论文中文题目多能源储能系统锂电池功率变换单元设计英文题巨作者姓名周佳男指导教师陈敏副教授徐德鸿教授学科专业）电力电子与电力传动所在学院电气工稈学院论文提交日期年月多能源储能系统锂电池功率变换单元设计论文作者签名：指导教师签名：论文评阅人评阅人评阅人评阅人评阅人答辩委员会主席：委员委员委员委员委员答辩日期DesignofTheLi-ionBatteryPowerConversionModuleAppliedinMultipleEnergyStorageSystemAuthor'ssignature:—

2、：浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可

3、以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：签字日期：年月妙日签字日期年〉月災日浙江大学硕士学位论文摘要摘要本文基于多能源储能系统应用需求，探讨锂电池功率变换单元的设计和充放电的控制。本文第一章回顾了锂电池储能技术的应用背景，讨论了锂电池接入的功率变换技术。本文第二章针对多能源系统中锂电池功率变换单元的应用要求和锂电池组在充放电过程中的特性需求，确定了锂电池接入用功率变换器的设计要求。基于上述要求，本文第三章介绍了双向功率变换器的设计方法，包括变换器的拓扑结构、主电路参数以

4、及控制保护功能的设计，并进行了实验和动态性能测试。为了满足系统和电池充放电对裡电池功率变换单元的模式运行和控制指标要求，本文第四章给出了锂电池功率变换单元的模式管理策略和充放电管理方法并分析了功率变换器的电压电流采样误差，同时进行了实验验证。关键词：双向变换器；锂电池；模式管理；多能源储能系统浙江大学硕士学位论文，，，浙江大学硕士学位论文目录目录摘要第章绪论研究背景锂电池原理与特性锂离子电池工作原理锂离子电池特点与应用锂电池直流功率变换器研究现状及发展趋势非隔离型双向功率变换器研究现状隔离型双向功率变换器研究现状本文选题意义与研究内容

5、本文选题意义本文的研究内容第章锂电池功率变换单元需求分析锂电池功率变换单元接入系统需求锂电池特性测试与接入需求锂电池特性测试锂电池接入需求本章小结第章双向功率变换器设计双向直流直流拓扑选型锂电池功率变换器样机设计主电路参数设计硬件结构设计保护功能设计控制环路设计双向功率变换器实验静态实验动态实验本章小结第章锂电池功率变换单元设计锂电池功率变换单元控制管理策略锂电池功率变换单元模式管理锂电池功率变换单元充放电管理锂电池功率变换单元采样误差分析锂电池功率变换单元测试实验锂电池功率单元模式转换实验浙江大学硕士学位论文目录电网正常情况电网故障

6、情况其他能源控制母线情况本章小结第章总结与展望本文工作总结未来工作展望参考文献附录运放失调电压计算推导附录实验样机照片攻读硕士学位期间的成果致浙江大学硕士学位论文第章绪论第章绪论近年来，全球都在积极发展新能源，以减小对石油、煤炭等化石能源的依赖。电池储能技术无论在新能源发电，还是在新能源交通中，都发挥着十分重要的作用。研究背景进入世纪，在全球高度重视气候变迁与节能减礙的趋势中，面对日益枯竭的传统能源，世界各国都加快了寻找新型可再生替代能源的脚步⑴。在太阳能、风能、新能源交通等应用中，储能技术发挥着十分重要的作用，是实现新能源最大限度利

7、用的重要环节。据全球储能研究委员会的统计数据显示，全球范围的不同储能装置的安装容量如图所示。裡电池随着其技术的不断成熟，成本的不断降低，安全性能的不断提高，其储能装机容量已迗飞轮储能液流电池超级电容丽铅酸电图】全球范围储能装置总安装容量另据预测储能市场将从年的亿美元增加至年的亿美元，如图所示〖，可见，电池储能具有广阔的应用市场和使用前景。浙江大学硕士学位论文第】章绪论■丨■—■—」國國电池储能市场图全球储能市场发展趋势裡电池原理与特性锂电池因其具有良好的充放电倍率，较高的容量密度，成为电池储能技术中的主要研究方向。裡离子电池工作原理裡

8、离子电池的概念诞生于年，由提出了摇椅式裡离子电池的概念。通常裡离子电池有正负极材料、隔膜组成，裡离子其中正负极材料经混装，涂覆，切片并碾压后卷绕后密封并装入电解质溶液。裡离子电池的充放电的工作原理及结构图如图所示。充电过