微电网双向储能变流器系统模型优化与控制分析

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1、分类号—馨个香王每隐ＺｈｏｎｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｙｇｙ硕去学位论文，Ｍ民乂ＳＴＥＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ微电网双向储能变流器系统模型优化与控制分析王哲学科口类：工学；专业名称：控制理论与控制工程导师姓名、职称：李伟锋教授２０１５年６月ｒ．Ｌ皆．授予单位代码10465学号或申请号密级中原工学院硕士学位论文微电网双向储能变流器系统模型优化与控制分析王哲指导教师：李伟锋教授申请学位级别：硕士专业名称：控制理论与控制工

2、程论文提交日期：2015年3月论文答辩日期：2015年6月培养单位:中原工学院学位授予单位:中原工学院中原工学院硕士学位论文摘要微电网双向储能变流器系统模型优化与控制分析专业：控制理论与控制工程硕士生：王哲指导教师：李伟锋教授教授摘要伴随着新能源技术和微电网技术的发展，储能变流器（PCS-PowerConverterSystem）作为连接公共电网及储能设备之间的纽带，受到越来越多的学者的关注，储能变流技术也有了日新月异的发展。本文主要研究双向储能变流器的整体结构与控制器设计方法，分别确定了双向交流-直流变流器、双向直流-直

3、流变换器拓扑结构，给出了电路相关器件的参数计算方法。在此基础上分别建立了双向直流-交流变换器和双向直流-直流变换器模型，通过实验证明了模型的正确性。在所建立的模型的基础上，设计了双向交流-直流变换器、双向直流-直流变换器的控制结构，通过系统模型与控制器的无差连接，将系统的调试重点落在了控制器参数的优化上。结合单输入单输出系统工具箱的控制器参数优化方法，提出了较试凑法更为便利的系统建模及参数寻优一体化方法，利用伯德图的调整与稳定参数的比较，优化系统控制效果，达到系统的镇定，给出了相应的优化过程及优化结果。文中搭建了双向储能变

4、流器整体系统的SIMULINK仿真，满足系统指标参数要求，同时在仿真的环境中验证了系统模型建立方法、控制器参数优化方法的正确性。通过硬件实验验证了上述方法的有效性。在硬件的闭环调试过程中，根据单闭环的实验数据结果，提出了基于功率平衡理论的双环调试方法，更好的指导双闭环实验的调试。经过大量实验表明，基于该理论的建模方法与参数优化过程能够实现对500kW双向储能变流器的控制。关键词：双向储能变流器；模型建立；参数优化；双闭环I中原工学院硕士学位论文AbstractOptimizationofmicrogridbi-direct

5、ionalenergystorageconvertermodelandcontrolsystemanalysisSpeciality:ControlTheoryandControlEngineeringName:WangZheSupervisor:Pro.LiWeifengAbstractWiththedevelopmentofnewenergytechnologyandmicrogridtechniques,theenergystorageconverter,asaimportantlinkbetweenthepubli

6、cgridandthestoragedevices,hasattractedmoreandmoreattentionbyscholars,andtheenergystorageandconverttechnologyalsochangingrapidly.Thispapermainlystudiesthebi-directionalenergystorageconverter’sstructureandthedesignmethodoftheconvertercontroller,thetopologyofthebi-di

7、rectionalAC-DCconverterandthebi-directionalDC-DCconverterhavebeendetermined,somedevices’parametersofthecircuitalsobeencalculatedwiththemethodpresentedbythispaper.Basedonthetopologyandmethods,modelsofthebi-directionalAC-DCconverterandthebi-directionalDC-DCconverter

8、havebeenestablished,andthecorrespondingexperimentsprovedthecorrectnessofthemodels.Controlstructuresofthebi-directionalAC-DCconverterandthebi-directional