多电源输入开关功率变换器分析与研究.pdf

西南交通大学硕士学位论文多电源输入开关功率变换器分析与研究姓名:纪小龙申请学位级别:硕士专业:电力电子与电力传动指导教师:许建平20100501西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着生产的发展和人们生活水平的提高,百万年来积累的自然资源被急速消耗,自然资源面临枯竭,环境承受了巨大压力。面对此种现状,新能源研究应用迎来诸多机遇与挑战,风能、太阳能、燃料电池、电动汽车等新能源研究及应用风起云涌。由于新能源应用面临各种条件制约,如风能、太阳能的不稳定性、燃料电池价格昂贵等等,因而在一些应用场合需要多个输入源配合使用,故多电源输入开关功率变换器的研究与开发成为重要科研课题。论文详细分析了多电源输入开关功率变换器拓扑及其优缺点,结合燃料电池和蓄电池特性,提出了基于燃料电池和蓄电池的双输入开关变换器。燃料电池与交错并联Boost开关变换器联接,可以有效减小燃料电池输入电流纹波,从而延长燃料电池寿命;,不仅能够将蓄电池能量传递至负载,还可以在蓄电池能量不足时,对蓄电池充电,实现能量的双向流动。燃料电池输出电压易受到负载变动以及燃料电池极化损失的影响,在与蓄电池结合供电后,不仅可以提高燃料电池发电系统负载容量,降低燃料电池成本,而且可以增加系统冗余度,降低系统供电故障率。论文根据系统工作原理,建立了系统能量管理规则,设计了各个工作模式下的控制系统,并由电路数学模型分析了系统稳定性,最后通过仿真及实验验证了系统各种工作模式稳定运行的可行性。关键词:多电源输入开关变换器;燃料电池;蓄电池;能量管理;双向直直变换器西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractWiththeimprovementoflivingstandard,umulationformillionsofyearsisconsumedrapidly;,newenergiessuchaswind,solar,,,anotherinputingsourceisneededtobeusedinconjunctionwiththenewenergyinputingsources,somulti-—binationoffuelcellandbatterycharacteristics,two-,。wayswitchingconverter,itearlsnotonlytransportandprocessbatterypowertotheload,-,notonlyincreasingtheloadcapacityofthefuelcellpowergenerationsystem,butalsoreducingthecostoffuelcells。Ontheotherhand,,inthisthesisener