《針對直流微電網的分散式直流DVR系統研究》是依託天津大學，由王議鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：針對直流微電網的分散式直流DVR系統研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王議鋒
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於分散式電源和混合儲能系統的直流微電網系統具有架構靈活、變換效率和可靠性高等優點，已廣泛套用於航天、艦船、數據中心和新能源發電等區域供電領域。維持直流微電網穩定運行的核心是保證直流母線電壓穩定，本項目擬開展一種集混合儲能和直流母線電壓控制功能為一體的直流動態電壓補償器研究，實現對儲能單元充、放電管理和母線電壓的快速、平滑控制。首先，分類研究直流母線電壓閃變、波動及紋波產生機理，提出相應的抑制措施。其次，在最小三連線埠功率單元和基本拓撲單元基礎上，結合交錯並聯、磁集成技術，探索多輸入雙向DC/DC變換器拓撲的統一構成規律，揭示其功率流雙向運行機理。然後，提出一種基於模糊控制理論，兼顧儲能充、放電與直流母線電壓調節協同控制的能量管理策略，發展一種基於ZigBee的改進型民主主從控制的均流方法。最後，搭建平台驗證拓撲和控制方法的有效性。研究成果將為直流微電網系統進一步發展提供理論和工程套用基礎。
結題摘要
本項目提出了一種可以實現多種低壓電源輸入或者負載輸出的高增益型DC-DC儲能變換器拓撲，提出了採用交直流併網逆變器進行較平緩有功功率波動控制，採用基於上述多低壓輸入/輸出變換器（以下簡稱DC-DVR）的直流微網內電壓諧波、閃變控制方法。難點是拓撲的大功率、高效實現，以及併網逆變器與微網內DC-DVR之間的無通訊線協調控制。採用了基於開關電容的交錯並聯和磁集成技術，解決DC-DVR大功率實現問題。為了進一步解決各儲能單元電氣隔離需要，本項目提出了一種可以實現多輸入隔離的軟開關MI-BDC拓撲，深入研究了拓撲諧振軟開關與輸入輸出之間的關係，提出了基於移相控制+PWM控制的混合控制算法，從而有效提高了拓撲軟開關範圍及轉換效率。為了解決超級電容輸出電壓波動大的問題，實現變換器系統全負載範圍的高效率，增加了4相交錯並聯雙向Buck/Boost變換單元，採用磁集成技術與脫相控制技術，實現了變換器高效高功率密度特性。在理論研究與仿真分析基礎上，搭建了5kW直流DVR樣機系統。該系統基於所提出的MI-BDC拓撲，集成了鋰電池和超級電容儲能裝置，採用模糊控制進行能量管理，採用單周期電流控制實現變換器的可靠運行，最終實現了400V直流母線電壓波動抑制。 取得的成果有：(1)已建成智慧型直流配用電實驗平台，該平台可滿足驗證直流微電網穩定控制技術、交直流相互支撐、能量管理、電能質量綜合治理技術、故障快速保護技術及其它各種高級套用的需要。(2)實驗室研製了1KW單輸入的DC-DVR樣機，輸入電壓範圍：24-48VDC，輸出400VDC，最高轉換效率96.4%。(3)實驗室研製了5kW三連線埠直流DVR樣機，最高轉換效率93%。（4）提出了基於併網逆變器接口電路和DC-DVR的直流母線電壓協調控制方法。本項目共發表SCI期刊論文4篇，EI期刊論文1篇；已授權發明專利2項，已申請發明專利2項；培養已畢業博士生1名，已畢業碩士生5名。
