船舶微電網儲能系統(tǒng)雙向DC-DC變換器設計.pdf

1、隨著傳統(tǒng)不可再生能源的枯竭和環(huán)境污染的日益嚴重，為了維持社會經濟和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，清潔能源和可再生能源的開發(fā)越來越受到人們的重視。在此背景下，船舶微電網技術利用新能源和清潔能源發(fā)電將成為船舶未來發(fā)展的新方向。微電網需要加入分布式儲能單元實現(xiàn)對系統(tǒng)能量的流動管理，本文采用蓄電池作為微電網的儲能單元。
　　本文首先論述了船舶微電網儲能技術的研究背景及意義，根據儲能系統(tǒng)的設計要求，采用雙向DC-DC變換器作為蓄電池的充放電裝置，實

2、現(xiàn)對蓄電池的充放電控制及能量流動管理。并根據微電網儲能系統(tǒng)的應用特點，選擇雙向Buck-Boost電路作為變換器的主拓撲結構，并對變換器的主電路、軟啟動電路及IGBT緩沖電路進行了參數(shù)分析及設計。然后根據儲能系統(tǒng)的控制需求，對雙向DC-DC變換器進行了小信號建模，采用電壓外環(huán)、電流內環(huán)的雙閉環(huán)控制策略對變換器的Buck電路模式和Boost電路模式進行了穩(wěn)定性分析及補償器設計。最后對變換器控制系統(tǒng)的軟硬件電路進行了詳細的設計。硬件電路設計

3、包括電壓、電流和溫度的采樣調理電路設計，基于M57962L的IGBT驅動電路設計，基于TL494的PWM控制電路設計，基于UC3902的均流電路設計，以及過壓過流硬件保護電路設計。軟件電路設計采用單片機MSP430芯片及外圍電路實現(xiàn)人機交互功能，對變換器系統(tǒng)進行實時監(jiān)測及通信報警。
　　在理論分析的基礎上，完成了一臺5KW樣機裝置，并進行了樣機的實驗測試和結果分析。實驗數(shù)據表明雙向DC-DC變換器裝置能夠根據控制穩(wěn)定可靠運行，并具