一种节能型蓄电池充放电装置的研究

基于双向变流器技术的蓄电池充放电装置具有充电和放电功能,同时实现了网侧电流正弦化及单位功率因数,因而减少了对电网的谐波和无功污染。对变流器工作在不同状态的相量图进行了分析,介绍了双环控制策略的结构及控制算法。最后给出装置的主电路和试验波形。     

蓄电池充放电装置中双向AC／DC变流器的研究

研制了一种集充电、放电功能于一体的蓄电池充放电装置。该装置采用双向功率流控制技术，实现了蓄电池的充放电控制。网侧电流正弦化和单位功率因数的实现大大减少了对电网的污染，而直流电能的并网发电，使得装置具有很好的节能效果。     

基于双向变流技术的蓄电池充放电装置

介绍了双极性控制的全桥SPWM双向变流器的系统构成及原理,并在此基础上研制出一种新型的基于双向逆变整流的蓄电池充放电设备,它实现了能量双向流动,与传统的晶闸管充放电设备相比,具有重量轻、体积小、效率高、噪音低和对电网污染小等优点。对绿色节能事业的发展具有重要意义。     

蓄电池与超级电容混合储能系统的控制策略

在分布式发电系统中,储能系统要同时具备高功率密度和高能量密度的特点,单种储能元件往往难以达到这个要求,蓄电池与超级电容在性能上具有很强的互补性。本文将蓄电池与超级电容分别通过双向半桥变换器连接到直流母线上构成混合储能系统,蓄电池稳定直流母线电压以维持母线上能量供需平衡,超级电容迅速提供负载波动功率高频分量,抑制负载突变对直流母线造成的冲击。分析了负载功率高频分量的检测方法,建立了双向半桥变换器的数学模型和四种模式下的控制策略。利用DSP实现储能系统的综合控制,通过仿真和实验验证了系统控制策略的有效性。     

无主从自均流并联并网电池储能系统

提出了一种无主从自均流的并联并网电池储能系统,并将系统中的变流器设计为双向可拓展变流结构,使其成为一四象限运行的储能系统,并且不对电网造成谐波污染,具有较高的功率因数。在此基础上,将系统的工作状态设计为蓄电池并网充电、蓄电池并网放电及应急电源3种模式,控制单元根据不同的工作模式控制各变流器的运行状态,不仅可以实现传统电池储能系统的基本功能,还能够在电网故障时作为应急电源独立使用。同时,给出了系统的控制管理策略,以达到系统稳态和暂态运行的控制目标。最后,基于电磁暂态仿真验证了该系统及其控制管理策略的有效性。     

蓄电池监测装置的研究

阀控式铅酸蓄电池在电力操作电源领域广泛使用,了解蓄电池的失效模式和使用过程中的性能状况对于安全生产有重要意义。合理地选择及使用直流电源系统中的蓄电池和电池监测装置,对延长蓄电池的使用寿命有很大作用。目前,在很多场合使用的电池监测装置只是对浮充电压数据进行检测。本文针对固定后备使用的阀控铅酸蓄电池设计了一套电池监测装置,可以更好地延长蓄电池的使用寿命。在本研究过程的实际测试中,结论是内阻变化是电池性能变坏的重要信息。     

双向SPWM逆变整流蓄电池充放电维护装置

详细介绍了一种新型的铅酸蓄电池充放电维护装置，该装置的主电路结构为电压型逆变器，采用双向SPWM逆变整流控制技术实现直流和交流电能的双向流动，从而实现蓄电池的并网充放电控制，其并网电流波形为正弦波，且功率因数可控，与常用的晶闸管充放电设备相比，具有重量轻、体积小、效率高、噪音低和对电网污染小等优点。     

基于直流配电网的储能电池建模仿真及试验研究

介绍了一种铅酸蓄电池的三阶动态等效模型,通过电池放电试验对等效模型中的容量、主支路以及热量模型参数进行计算,并基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了适合直流配电网的铅酸蓄电池三阶动态模型和储能单元接入直流配电网的并网模型。通过搭建的储能单元接入直流配电网的试验平台,试验结果验证了所构建的并网模型的有效性和可行性。     

高温超导储能实验装置研究

所研制的高温超导储能实验装置由Bi系高温超导线圈、IGBT功率变换器和TMX320F2812DSP控制器组成.BSCCO超导线在液氮温度下临界电流密度低,超导线圈端部漏磁场基本上垂直于超导带表面,使临界电流密度进一步下降,影响了高温超导的实用化进程.文中讨论了解决这些问题的关键技术.     

A Multi-Level Power Converter Interface for a Battery Energy Storage System

Abstract—

This study proposes a multi-level power converter for a battery energy storage system (BESS) with bidirectional power flow. The multi-level power converter includes a DC-DC power converter, a selection switch set and a full-bridge inverter. The DC-DC power converter performs bidirectional power conversion and provides a DC voltage that is greater than the peak voltage of the utility. Integrating the selection switch set and the full-bridge inverter produces a five-level AC voltage that controls the real power flow and the reactive power flow between the battery set, the DC-DC power converter and the grid. Because partial power is directly processed using only the selection switch set and the full-bridge inverter, the DC-DC power converter is operated only when the grid voltage is greater than the voltage of the battery set. Therefore, the power conversion efficiency for the proposed BESS is improved. The proposed BESS uses only eight power electronic switches, so the power circuit is simplified. A hardware prototype with a digital signal processor controller is used to verify the performance of the proposed BESS. The experimental results are as expected.     

电池储能系统双向PCS的研制

传统单向PWM整流器或单向PWM逆变器已经满足不了电池储能系统的要求。因此提出了一种新型双向功率变换器(PCS)拓扑,它不仅能满足电池的充电、放电要求,而且还能在电网断电时,对关键负荷进行供电。介绍了该双向PCS拓扑的工作原理,并对双向PCS 3种工作模式的控制策略进行了研究,在此基础上,研制了一台12 kW电池储能系统双向PCS,成功用于钒电池储能系统中。实验结果表明,此处设计的双向PCS功能强大、性能优良,能广泛应用于电池储能系统。     

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。     

基于DSP的三相整流器在电池储能中的应用

为了实现电能在储能电池与电网之间的双向流动,设计了一种基于DSP的全数字化空间矢量脉宽调制(SVPWM)三相整流器闭环系统.该整流器在控制策略上采用数字型双闭环PI算法,并选用DSP芯片和相应的高速数据采集电路、驱动和保护电路等实现闭环控制.给出了整流器硬件的拓扑、控制系统结构及软件程序流程,然后在基于TMS320F2...     

风电配套电池储能电站的仿真研究

对利用电池储能电站平滑风电场的输出,减小风电输出功率的波动对电网的影响进行了仿真研究。以基于铅酸蓄电池的电池储能电站为研究对象,建立了基于铅酸蓄电池三阶动态等效电路模型的电池储能电站动态数学模型;设计了一种考虑铅酸蓄电池荷电状态的一阶滤波有功控制策略;应用Matlab软件中的Simulink环境,以建立的数学模型为基础搭建了仿真平台。以随机风为例,对采用电池储能电站平滑并网风电场有功功率输出进行了仿真研究。仿真结果表明电池储能电站在动态平滑风电场有功功率输出的同时,还得到了有效保护。     

链式储能系统电池侧二次脉动功率的抑制方法

链式变换器的电路结构适合应用于电池储能领域,然而单相变换器的本质决定了电池组与电网能量交换时有二次脉动功率,这将危害电池组的寿命。为了抑制传统链式储能系统电池侧的二次脉动功率,在电池与链式变换器之间插入一级双向升降压变换器,构成双级链式变换器。本文对比分析了传统单级链式与双级链式变换器在电池侧的功率脉动情况,提出双级链式变换器的控制策略,通过控制中间直流电容的电压纹波缓冲电池侧的功率脉动。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

蓄电池远程监控系统

为了对蓄电池的运行性能进行监测,开发了一套蓄电池远程在线监测系统。该系统可以通过远程监控终端监测蓄电池的电压、电流和温度等运行参数,设置蓄电池电压,电流的报警范围。如果蓄电池出现异常,则系统自动将报警信息发送至系统监控中心,从而使蓄电池的故障及时得到解决。实现了蓄电池的真正免维护,充电、放电更加智能化,对电力系统的安全运行有重要的保障作用。     

基于综合建模的3类电池储能电站性能对比分析

新型蓄电池的诸多特点使其十分适用于平抑变化频繁且剧烈的功率波动,例如可再生能源的输出功率。如今较有前景的新型电池储能技术有锂电池、钠硫电池和液流电池。为比较研究以这些电池为储能介质的电池储能电站的性能,文中建立了新型电池储能电站的综合兼容性模型,并对不同电池的特性加以区别描述,体现了差别。在一次投资费用相近的基础上,通...     

基于公共直流母线的链式可拓展电池储能系统及控制

随着储能系统的容量不断增大,储能装置将被接入10kV或更高等级电网.城市电网对于接入装置的电能质量要求越来越高,同时工频变压器的占地与噪声等问题是限制大容量城网储能系统发展的突出问题.对此,文中提出一种基于公共直流母线的链式电池储能系统,该系统采用链式多电平拓扑接入电网,并以多组移相全桥DC/DC变流器替代工频变压器,储能装置通过各自独立的接口电路与直流负荷一起连接到公共直流母线上.该系统易于实现模块化,可灵活拓展,也便于不同种类、不同特性的储能电池接入.设计了该系统的主电路拓扑、控制体系与各部分控制器,并基于电磁暂态仿真验证了控制系统的有效性.     

电池储能系统的非线性控制器

电池储能系统具有快速、独立地输出有功/无功的潜在能力,在负荷平定、不间断电源、电能质量治理等方面具有很高的应用价值。文中以NaS（钠硫）电池为例,根据其在充/放电周期中端电压变化较大的特点,设计了包括DC-DC斩波调压电路和DC-AC整流/逆变电路在内的电网接入系统,建立了包括电池在内的装置数学模型并提出适用于该装置的控制策略。充分考虑了控制对象的非线性特点,采用反馈精确线性化的方法进行分析和控制器设计。仿真结果证明该控制策略具有良好的稳定性和动态响应,在电池参数存在差异的情况下能保持各组电池电流均衡。