Buck-Boost型多端口變換器建模與功率管理研究.pdf

1、多端口變換器(Multiport Power Electronic Interface，MPEI)是直流微電網絡中的有源節(jié)點，可以將分布式能源及其必要的儲能設備結合，實現(xiàn)發(fā)電、儲能、用電過程的綜合控制和統(tǒng)一管理。本研究以連接光伏能源、儲能裝置和終端負載的直流微網系統(tǒng)為研究背景，針對Buck-Boost型的MPEI，進行多端口變換器的底層控制系統(tǒng)設計和功率管理研究。
　　提出了以Buck-Boost為基本功率單元的拓撲結構，并分析了

2、該MPEI的PWM工作模式;進而以此工作模式為依據，針對直流微網各端口的特性，利用狀態(tài)空間平均法和小信號分析法得出滿足各端口應用要求的數(shù)學模型。針對光伏端口的特性，提出了最大功率跟蹤(MPPT)策略;分析了MPEI的電路參數(shù)和控制對象特性，探討了母線電壓控制和直流潮流管理的需求，設計了可以連通一個光伏、雙儲能單元和直流微網母線的MPEI控制系統(tǒng)，并在此基礎上針對每個控制目標進行控制系統(tǒng)設計;引入主動均流因子實現(xiàn)對瞬時電流的快速、有效分配

3、，并通過MATLAB/SIMULINK的控制模塊仿真和Simulink-PLECS聯(lián)合仿真驗證了控制系統(tǒng)設計和電路運行性能。闡述了利用MPEI對多組儲能裝置進行潮流分配的必要性并將功率管理機制嵌入控制算法設計之中，實現(xiàn)了對瞬態(tài)能量的綜合管理。
　　運用控制理論設計并制作了由多端口變換器構建的直流微網樣機，實驗結果表明，樣機驗證了系統(tǒng)設計的正確性、母線電壓控制策略的有效性;同時證明了該MPEI設計具備瞬態(tài)能量管理功能，驗證了該潮流分