電池儲(chǔ)能系統(tǒng)雙向DC-DC變換器設(shè)計(jì)之穩(wěn)壓控制
下圖中,圖1是我們所設(shè)計(jì)的雙向型DC-DC變換器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),圖2是三組電池儲(chǔ)能系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的具體運(yùn)行設(shè)計(jì)圖。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201808/386886.htm圖1 雙向DC-DC變換器主電路拓?fù)?/p>
圖2 三組電池儲(chǔ)能系統(tǒng)雙向DC-DC變換器
Boost空載穩(wěn)壓控制
在本方案中,我們所設(shè)計(jì)的這種雙向型DC-DC變換器需要符合多電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作要求,這就要求DC-DC變換器需要具備Boost運(yùn)行模式。當(dāng)這一電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)斷電時(shí),為了維系正常運(yùn)轉(zhuǎn),圖1所示變換器就需要做孤島運(yùn)行,向關(guān)鍵負(fù)荷供電,即雙向DC-DC做Boost模式運(yùn)行以此來維持直流母線電壓的恒定。而后級(jí)PWM雙向并網(wǎng)變換器則做逆變器運(yùn)行,向關(guān)鍵負(fù)荷供電,通常Boost變換器是不能空載運(yùn)行的,這主要是因?yàn)槠渖龎弘姼性陂_關(guān)管導(dǎo)通過程中的儲(chǔ)能沒有釋放路徑,直流母線端相當(dāng)于開路,電壓將逐漸上升。
對(duì)本文研制的這種雙向型DC-DC變換器而言,兩個(gè)源之間的能量交換是自由控制的。當(dāng)變換器處于空載穩(wěn)壓運(yùn)行時(shí),由于Boost輸出電壓受控,故可等效為一個(gè)電壓源,這樣電感電流可實(shí)現(xiàn)雙向流動(dòng),不會(huì)存在傳統(tǒng)Boost變換器空載條件下電感儲(chǔ)能沒有路徑釋放的問題。而傳統(tǒng)采用二極管自然整流輸出作為源也不能實(shí)現(xiàn)空載穩(wěn)壓運(yùn)行。下圖中,圖2為空載穩(wěn)壓運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)態(tài)仿真波形,波形顯示在直流母線電壓穩(wěn)壓500V運(yùn)行中,電感L1電流是雙向流動(dòng)的。
圖3 直流母線電壓Vdc和L1電流波形
兩組電池互充放電控制
除了能夠在Boost模式下維持正常工作外,在本方案中,為了適應(yīng)電池組儲(chǔ)能系統(tǒng)的需要,我們所設(shè)計(jì)的這一雙向型DC-DC還可以實(shí)現(xiàn)兩組電池的相互充放電功能。當(dāng)電網(wǎng)斷電時(shí),其中一組電池Boost模式運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)直流母線的穩(wěn)壓功能,另一路電池則可從直流母線取電給自身進(jìn)行充電。這一該功能在其中一組電池急需充電,而其他電池組還能滿足放電時(shí)就可以采用本文介紹的功能。下圖中,圖4為仿真波形,圖4所示電池1進(jìn)行穩(wěn)壓(指令電壓為500V),電池組2充電(充電電流指令為-100A),仿真結(jié)果顯示直流母線電壓穩(wěn)定,充電電流平滑。
圖4 兩組電池相互充放電波形
以上就是本文針對(duì)一種多電池組儲(chǔ)能系統(tǒng)使用的DC-DC變換器的控制電路設(shè)計(jì),所進(jìn)行的簡(jiǎn)要分析和介紹,希望通過本文的分享,對(duì)各位工程師們的日常工作和研發(fā)設(shè)計(jì)提供一定的借鑒與幫助。
評(píng)論