用于电池储能系统的双向DC/DC变换器研究

随着社会的快速发展,电力系统的发展呈现负荷持续增加、新能源接入占比扩大、调峰手段有限等方方面面问题,这些问题对我们的生活造成了非常大的隐患。各种要求比较高的电池储能系统已预算在电力系统建设中,电池储能系统在电力系统里的主要作用是削峰填谷进而缓解供电中用电负荷不稳定的矛盾、提高电网运行稳定性,安全性进而提高供电质量,有利于可再生能源的广泛应用。双向DC/DC变换器是整个电池储能系统的核心单元,双向DC/DC变换器的效果决定着着整个电池储能系统的质量。因此,对其进行研究有很重大的现实意义。本文以双极型储能系统中双向DC/DC变换器作为重点研究对象,查阅国内外文献,确定了储能系统设计的目标,选用非隔离型的双向半桥拓扑结构,详细介绍了 BUCK,BOOST工作原理并利用状态空间平均法推导了其小信号模型为后面的控制器的设计作了铺垫。重点研究了蓄电池充放电的控制策略,利用电流环完成了对电池的恒流充放电模式的设计,利用外环电压环和内环电流环双闭环的设计实现了对电池的恒压充电,并设计了 PI控制器的参数,最后利用MTALAB仿真软件搭建仿真模型进而验证了控制器参数设计的可行性。本文设计了系统中双向DC/DC变换器所需要的实际电路,包括主电路开关管的选型,储能电感和滤波电容参数值的设计,以及驱动电路和保护电路的设计方案。软件部分利用TMS320F28335数字信号处理器(DSP)设计主程序以及一些中断子程序,并设计了相关的程序流程图。