用于电池储能系统并网的双向可拓展变流器及其分布式控制策略

随着储能系统规模的扩大,传统集中式变流器的结构已经无法满足其发展要求,分布式模块化的变流器结构及其控制系统成为发展趋势.提出了一种用于电池储能系统并网的双向可拓展变流器,给出它的2种拆解和拓展形式.在此基础上,分析了双向变流原理,与传统的电池储能变流原理不同,它完全通过控制电压源之间的幅值和相角差来改变功率的大小与流向,具有更好的静动态特性.针对传统集中式的控制方式,提出了双向可拓展变流器的分布式控制策略,将电网侧变流环节设计为被动功率控制,蓄电池侧变流环节设计为主动功率控制,避免了各控制器对功率调节的竞争,实现了电网侧和蓄电池侧变流环节控制系统的完全解耦,同时保证了变流器始终工作在单位功率因数的状态下.仿真与实验结果均与理论分析一致,变流器在稳态和暂态过程中都能正常工作,且达到了控制要求.     

用于电池储能系统的单相隔离型并网变流器控制策略

正对基于锂电池的家庭用5 kW等级单相储能系统进行了设计,建立了基于隔离型双向DC/DC全桥变换器和有功无功解耦控制的DC/AC变流器的功率转换系统。通过控制电压源之间的幅值与相位差来改变双向DC/DC变换器的功率大小和流向。基于虚拟移相技术的有功无功解耦控制算法,实现了电网侧的四象限运行。仿真结果表明该控制系统除对锂电池充放电之外,还可以提供无功补偿。     

基于LCL滤波器的双向储能变流器研究

为了在中/大型功率并网系统中引入更具优势的LCL滤波器,必须采用特殊的控制策略对LCL滤波器引入的谐振峰加以抑制。从节省双向储能变流器系统成本的角度,提出了一种基于滤波电容电流内环、并网电流外环的双环控制策略。从主电路的参数设计、控制器的参数设计、控制器的性能分析3个方面对策略进行了详细的阐述,并给出了先内环后外环的参数设计方法。搭建了一台50 kW的双向储能变流器作为试验样机,通过实验证明了所提控制策略不仅可以保证LCL滤波器稳定工作,而且可以减小并网电流谐波。     

基于PEBB的新型储能变流器

将PEBB(Power Electronic Building Block)技术应用在电力储能领域,构建基于PEBB的新型储能变流器,克服了传统变流器的一系列缺点.经试验证实,构建的变流器在对阀控密封式铅酸蓄电池(VRLA)充放电时,能获得较好的电流、电压波形,也满足电网谐波的要求,起到了"削峰填谷"的作用.     

一种电流源型双向储能变流器设计

针对电压源型AC-DC储能变流器存在低压调节范围小、电流纹波大的问题,本文设计了一种三相电流源型AC-DC变换器与特殊的隔离型DC-DC变换器相结合的两级式储能变流器。基于DSP TMS320F28335和SVPWM控制策略实现了对该变流器的数字化控制,最后通过试验验证了电路拓扑和控制策略的可行性和有效性。     

大功率并网变流器离散域电流控制策略

兆瓦级大功率并网变流器的开关频率较低,延迟和离散化误差对控制性能影响较大,导致动态响应慢、电网背景谐波影响大等问题。因此,直接离散域控制系统设计成为必要。该文针对LCL滤波并网变流器建立离散域数学模型,并基于此提出桥臂侧电流和网侧电流融合的离散域电流控制器。同时,为了在不额外增加电流传感器和检测电路的情况下获取并网电流信息,设计电容电压微分器,实现网侧电流的估算,降低硬件复杂性和控制成本。研究表明,该文设计的离散域电流控制器,具有较好的动态性能和电网背景谐波抑制能力。最后,通过硬件在环半实物仿真系统对所提设计进行了实验验证。     

基于反推控制的储能系统并网变流器直接PQ控制策略

新能源和储能装置的并网变流器功率控制多采用基于PI调节器的电流双闭环来间接实现,存在静态误差和参数整定困难等缺点.为使储能系统更好地参与电网功率调节,在推导并网变流器有功功率和无功功率状态方程的基础上,提出了基于反推控制的直接PQ控制策略,省去了电流转化环节,避免了复杂的有功功率和无功功率解耦过程.进一步,依据控制性能选取了反推控制器参数,使系统在设定时间内进入稳态.仿真结果表明,提出的控制器性能良好,能够快速、准确地跟踪电网功率指令.与基于PI控制的电流双闭环功率控制策略相比,反推控制参数更易整定,且调节时间短,不存在静态误差.     

用于微电网的储能变流器控制策略综述

微电网的储能变流器采取灵活的控制策略,将各种能源转化后供给有需求的负荷,使微电网既能作为一个可控整体单元进行并网运行,又能独立运行,其控制策略对于微电网安全稳定运行尤为重要,因此,受到业内的广泛关注和研究,并取得大量研究成果.在前人研究的基础上,对储能变流器各工作模式下的控制策略进行分析和归类,并对各控制策略优缺点进行总结,同时列出目前微电网系统及储能变流器应用中有待研究解决的问题,为应用于微电网的储能变流器控制策略的应用和深入研究提供参考.     

改进的双向储能变流器多模式运行控制方法

研究了双向储能变流器(PCS)的控制,对变流器的拓扑结构以及控制方法都进行了改进.双向PCS采用两级式拓扑,前级为两相交错并联的DC/DC变换器,后级为T型三电平DC/AC变换器.在此研究了DC/DC变换器和DC/AC变换器在离网和并网两种模式下的控制策略.为提高系统的稳定性及动静态性能,在DC/DC变换器中引入载波移...     

基于一阶微分的并网变流器控制策略研究*

数字控制系统中的延时对并网变流器的稳定性有着重要影响,因此在建立并网变流器数学模型的基础上,根据Nyquist判据分析了延时环节对系统稳定性的影响。针对延时环节易导致系统不稳定的问题,基于零极点对消原理提出了一种基于一阶微分的并网变流器控制策略,分析结果表明该方法可削弱控制延时对系统稳定性的不利影响,显著提高系统的稳定性。最后通过仿真和实验验证了一阶微分控制策略的有效性。     

高压大容量储能变流器电池组平衡控制策略

容量储能设备的储能单元通常由大量电池组通过串并联方式获得,由于各电池组的参数差异很难保证每个电池组按照一致的充放电曲线工作,极易造成单电池组的过充过放等现象,降低储能设备的寿命与性能。针对上述问题提出一种级联H桥储能变流器电池组平衡控制策略,本文首先解释了级联H桥储能变流器的工作原理与内部能量传递方式,其次通过每个电池组当前荷电状态与平均的充放电曲线来求取各个电池组工作状态与子模块电容电压指令值,配合排序算法与最近电平逼近法实现子模块电容电压稳定并令系统内N-1个电池组按照平均电曲线工作（N为H桥子模块个数）,最后通过Matlab/Simulation仿真平台验证了该控制算法的可行性。     

应用于钠硫电池的双级式储能变流器控制策略

钠硫电池具备低电压、大电流的特性,储能变流器(PCS)的接入具有一定的挑战,此处采用双级式PCS有效解决接入问题。前级DC/DC变换器提高直流母线电压,采用六相交错并联技术,有效解决大电流问题,降低直流电流纹波;后级DC/AC变流器通过同步旋转坐标变换,采用前馈解耦实现有功、无功的独立控制;同时采用顺序控制逻辑启停前后级变流器,保证储能系统的安全可靠运行。最后通过200 kW钠硫电池储能系统实时数字仿真仪(RTDS)实验分析,验证所提控制策略的合理性和可靠性。     

电流控制型储能变流器控制稳定性分析与谐波谐振抑制技术研究

储能变流器是储能系统平抑新能源电站功率波动和支撑电网调频调压功能的核心载体。对储能变流器关键运行控制技术特别是电流控制模式下的控制策略进行研究,提出了电流内环无静差跟踪控制策略,建立了PI控制器比例、积分关键控制参数最佳阻尼比优化设计方法。基于开环幅相频率特性和开环对数频率特性方法,构建计及储能变流器电流内环的开环频域模型。通过Bode稳定判据,定量分析了不同电流内环比例系数、积分参数以及变流器阻感参数变化对储能变流器控制稳定性的影响,并采用Nyquist稳定判据对比验证,在实时数字仿真试验平台（RT-LAB）开展储能变流器并网测试,不同比例系数和积分系数下的并网系统均保持稳定。基于滤波器的输入电压到输出电流的传递函数,发现储能变流器存在谐波谐振问题,提出基于电容电流反馈的有源阻尼谐振抑制策略,有效消除谐波谐振影响。分析结果表明,所设计的储能变流器及其谐波谐振抑制策略,具备鲁棒性,能够为大型新能源电站建设提供有力支撑。     

离网储能变流器的控制策略

在对传统下垂控制原理分析的基础上,考虑中低压线路阻抗特性,提出完全下垂控制策略。结合储能变流器的电压双闭环控制策略,提出基于完全下垂控制的储能变流器控制策略。在PSCAD/EMTDC平台上仿真验证证明了控制策略的有效性。     

储能变流器低频振荡机理研究及其抑制

世界范围内发生了多起与新能源并网相关的低频振荡现象,储能技术被认为是抑制振荡的有效方案,但大功率储能变流器控制系统结构与参数对低频振荡现象的影响与抑制的研究还较欠缺.针对该问题,首先介绍大规模储能系统的常见结构,以双级型储能变流器中的网侧变流器作为研究对象,建立了储能变流器dq轴小信号模型,得到其主导导纳元素,并分析了...     

超导储能装置变流器控制策略的分析

随着高温超导材料的发现以及电力电子技术的快速发展，超导储能（SMES）装置在电力系统中的应用越来越广泛，超导储能装置的核心问题是对变流器的控制，为此详细地介绍了超导储能装置中变流器控制策略的原理及特点，并对各种控制策略进行了分析。     

储能系统用高频双向变流器的设计

本文设计了一种适用于储能电池充放电的双向变流器。该变流器采用了基于d-q轴变换的软件数字锁相环方法和空间矢量脉宽调制技术,并对直流升降压电路进行了二重化处理以实现低纹波输出。实验结果表明,系统反应灵敏、锁相角度准确,变流器在电网交流侧和直流侧均能输出较好的波形。     

基于超级电容储能系统的双向三重DC/DC变流器控制策略研究

双向DC/DC变流器为电力储能系统中重要组成部分,针对超级电容储能组串电压范围宽的特性,采用三重化双向DC/DC变流器。建立了状态空间平均法的双向DC/DC变流器的数学模型和超级电容成组等效模型,提出了三重化双向DC/DC变流器针对超级电容充放电工况下的双闭环控制策略,建立了基于超级电容的三重化双向DC/DC变流器仿真模型。仿真结果表明,相较于传统非隔离半桥型双向DC/DC变流器,三重化双向DC/DC变流器可以有效减小各相电感电流,降低开关元件的电流应力需求,提高了变流器的功率等级,所采用的控制策略能够有效控制超级电容充、放电,较好地满足系统动态和稳态指标,适用于在电力储能系统中的应用。     

一种并离网一体型电池储能变流器

研究了一种以T型三电平三相半桥为拓扑、集并离网工作模式为一体的电池储能变流器,阐述了变流器的拓扑结构和工作原理,分析了系统在2种工作模式不同的控制方式。构建了一台100 kVA全数字控制实验样机验证所提控制方式的可行性,实验结果证明了系统既能在并网工作模式下通过P/Q控制实现指定功率输出,又能在离网工作模式下通过V/F控制维持电压幅值和频率的稳定,符合两种模式的运行要求。     

用于电池储能系统并网的PCS控制策略研究

介绍了两级式能量转换系统(Power Conversion System,PCS)的主电路拓扑和数学模型,并对其控制策略进行了研究。为确保储能电池组的安全以及延长其使用寿命,采用先恒流充电至额定电压后再转恒压充电的二阶段模式。针对充放电分离控制复杂的控制架构,提出了基于电池侧和网侧变流器主从功率控制的统一控制策略。仿真及实验结果均与理论分析一致,变流器动静态性能良好,达到了控制要求。