光伏储能转换器及其电池管理系统研究

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1、工程硕士学位论文光伏储能转换器及其电池管理系统研究作者姓名沙幸威工程领域仪器仪表工程校内指导教师薛家祥教授、博导校外指导教师欧阳家淦高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年1月ResearchofPhotovoltaicEnergy-storageConverteranditsBatteryManagementSystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ShaXingweiSupervisor：Prof.XueJiaxiangSnEngr.OuyangJiaganSouthChinaUniver

2、sityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP23学校代号：10561学号：201521002683华南理工大学硕士学位论文光伏储能转换器及其电池管理系统研究2015东莞市引进第三批创新科研团队项目（2017360004004）广东省交通厅科技项目（科技-2017-02-041）广州市南沙区科技计划项目（2016CX010）广东省自然基金项目（2015A030313675）2015年东莞市东城区产学研合作项目作者姓名：沙幸威指导教师姓名、职称：薛家祥教授欧阳家淦高级工程师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：仪器仪表工程论文形式：ꇶ产品研发ꇶ工程设计√应用研

3、究ꇶ工程/项目管理ꇶ调研报告研究方向：智能传感技术及网络化测控论文提交日期：2018年1月5日论文答辩日期：2018年3月9日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：王小辉研究员委员：刘桂雄教授全燕鸣教授王振民教授薛家祥教授华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使

4、用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。□不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传

5、播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：指导教师签名：日期:作者联系电话：13570213651电子邮箱：13570213651@163.com联系地址(含邮编)：广州市天河区华南理工大学10号楼108(510640)摘要储能的加入是目前分布式光伏发电的必然趋势，可以抑制光伏发电系统中的功率波动和电网振荡、改善电网电能质量、削峰填谷、控制弃光率等，使光伏发电系统更加完善。论文以光伏储能转换器为研究对象，重点研究光伏高效新型MPPT算法、高效电池充放电拓扑及合理的电池管理系统，对硬件系统和软件算法展开了较为深入的研究。论文首先分析了光伏储能转换器关键技

6、术研究现状，然后在理论分析和仿真的基础上完成了硬件系统的设计，研究了系统控制策略，最后搭建了光伏储能实验平台并进行了一系列实验验证。论文主要工作如下：(1)确定了光伏储能转换器的硬件总体方案。根据系统的技术参数要求，选定了“MPPT交错并联BOOST+推挽放电+全桥移相充电”的硬件系统方案，建立相应的仿真模型进行了分析；详细分析设计了系统硬件参数和关键硬件电路。(2)研究了基于模糊控制的MPPT算法。针对高效MPPT算法研究，论文结合扰动观察法和模糊控制器，设计了新型MPPT算法，并进行了仿真验证，结果表明模糊MPPT算法具有更高的跟踪精度和跟踪速度，动态响应也更快。(3)提出了适用

7、于光伏系统的充电控制策略。分析了传统充电算法在光伏发电系统中存在的问题，提出了将MPPT与改进型四阶段充电算法结合，使该充电算法可以保证充电不受光伏功率波动的影响，并分析了在充电过程中维持母线稳定的控制策略；在充电完成后，使用基于电芯电压法的均衡策略进行电池均衡。(4)开展了光伏储能转换器性能测试及充放电实验。研制了一台3.2KW光伏储能转换器，搭建了实验平台，测试了各电路的基本性能。进行了光伏MPPT实验，测试了MPPT跟踪误差和跟踪效率；测试了电池充放