独立输入并联输出模块化DAB变换器功率均衡优化控制

针对独立输入并联输出IIOP(input independent output parallel)模块化双有源桥DAB(dual active bridge)变换器,当各模块的参数不匹配或输入电压不相等时的功率均衡问题,基于双重移相DPS(dual phase shift)控制,提出了一种功率补偿均衡控制PCEC(power compensation equalization control)算法以提高变换器的动态性能及其效率,并实现模块化DAB变换器的传输功率均衡。此外,考虑到大传输功率情况下,为实现各模块的充分运用,补充提出了一种功率补偿协同控制PCCC(power compensation cooperative control)算法。最后,基于DSP28335的半实物仿真平台对所提出的功率均衡方案进行对比实验验证。

全钒液流电池建模与流量特性分析

流量是影响VRB运行效率的重要因素,现有的全钒液流电池(VRB)模型较少体现流量和离子扩散耦合的影响,无法充分反映全钒液流电池系统的运行特性。为了提高VRB系统的运行效率,本文建立了全钒液流电池混合模型,该模型是在等效电路模型上增加了流体力学模型和电化学模型,其中等效电路模型体现了钒电池的电学性能,流体力学模型体现了流量对钒电池系统的影响,电化学模型体现了钒电池的化学性能,综合三种模型的特性更加全面准确的展现了VRB的相关性能,并通过仿真对比验证了混合模型的准确性。在混合模型的基础上,分析流量对钒电池系统效率的影响,结果表明充放电期间的最优流量是关于荷电状态(SOC)的函数,通过仿真分析得到不同SOC下的最优流量值,并采取SOC分段控制流量,有效地提高电池系统效率。

全钒液流电池多场耦合建模研究

为了提高全钒液流电池(vanadium redox battery,VRB)的系统效率,基于全钒液流电池的组成和工作原理,将VRB等效电路模型、流体力学模型、电化学模型和温度模型相互耦合,建立了计及温度变化的全钒液流电池混合模型。其中等效电路模型总体展现VRB的电学关系,流体力学模型、电化学模型和温度模型分别展现VRB运行过程中的动量传递过程、质量传递过程和热量传递过程,4种模型将VRB运行过程中的"三传一反"同电学关系结合,并通过Matlab/Simulink仿真分析验证了该模型的准确性。通过对计及温度变化的全钒液流电池混合模型仿真,分析温度变化、流量分配变化和VRB系统效率的耦合关系。结果表明,充放电期间的最优流量是关于荷电状态(state of charge,SOC)和温度的函数,通过仿真分析得到不同时段温度下,各SOC的最优流量值。模拟5 kW4 h全钒液流电池储能系统选择计及温度变化的最优流量控制策略,仿真结果表明系统效率由73.7%提高至76.4%。

宽范围输入下的Buck/Boost-DAB级联变换器建模及控制

开展用于储能系统的双向DC/DC的研究,分析Buck/Boost-DAB级联系统的拓扑结构,给出了级联系统的协同控制策略,实现了级联系统的宽范围电压输入,解决了DAB变换器在输入、输出电压不匹配时的功率回流问题,提高了系统的效率。该控制方案实现了Buck/Boost变换器和DAB变换器的特性互补,同时实现电气隔离和宽电压输入范围。