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.     

一种具有直流故障阻断功能的新型非隔离型高压直流变流器∗

中高压直流变流器在直流输电、社区中压直流供电和全电船舶等领域有巨大的应用潜力,已成为学术界研究的热点.当前在中高压直流断路器尚未商用的情况下,具有直流故障阻断功能的中高压直流变流器成为技术研究的重点方向之一.受低压Cuk电路启发,提出一种兼顾模块化特性和直流故障阻断功能的新型非隔离型中高压直流变流器拓扑.该拓扑可在维持子模块电容电压均衡的前提下,实现串联电力半导体器件的软开关操作,避免了动静态均压问题.与现有的具有直流故障阻断功能的直流变流器相比,所提拓扑减少了开关器件的数量,降低了系统的成本和体积.基于MATLAB/Simulink的仿真,研究验证了该拓扑的可行性.     

无通信互联线储能系统的直流母线协调控制策略

针对无通信互联线的储能系统如何在不增加系统成本和复杂度的前提下维持直流母线功率平衡及电压稳定,提出了一种直流母线协调控制策略,DC/AC变流器采用定直流电压或定交流电压控制,两台DC/DC变换器采用包含电池充放电控制的改进型二阶直流电压偏差控制。通过对系统典型工况的分析,说明了系统中各个装置是如何协调工作的。搭建了微网实验平台对所提出的控制策略进行了实验验证,实验结果证明了该控制策略的有效性和实用性。     

飞轮储能阵列直流母线并联放电控制系统设计

为获取更大的储能容量,针对面向UPS应用的飞轮阵列储能系统,采用直流母线并联方式,给出了系统电路拓扑结构,对比分析了几种放电控制策略和逆变电源并机控制方式的优缺点,最终确定了等转矩放电控制和主从控制模式的并联方案。为验证方案的有效性,搭建了由2套电机对拖平台构成的模拟飞轮阵列试验平台。试验结果表明,该方案简单可行。     

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。     

一种大功率公共直流母线功率变换器的设计与应用

在多电机交流调速传动系统中,公共直流母线技术被广泛使用。而公共直流母线应用的核心是功率变换器的合理设计。如何提供稳定的直流电压源,同时又能把逆变器产生的再生能源回馈到电网是我们要解决的关键问题。从器件选型、散热方案和晶闸管的驱动3个方面,详细介绍了直流母线的功率变换器的实现,并且通过实验和现场应用论证了设计方案的可行性以及设备整机的可靠性。     

一种基于神经网络的多能源共直流母线混合供电控制策略

在分析太阳能、风能、海洋能、地热能等能源特点的基础上,提出了多能源混合供电的系统结构,建立了基于神经网络的控制模型,提出了多能源混合供电控制策略。在对神经网络训练时采用Levenberg-Marquaret 算法,并引入动量因子α,加快了收敛速度和防止了振荡。仿真结果表明该策略是有效的,在最大限度地使用可再生能源的前提下,交流微网输出电压持续、稳定、不间断,能够满足交流微网内用户用电需要。     

一种基于神经网络的多能源共直流母线混合供电控制策略

在分析太阳能、风能、海洋能、地热能等能源特点的基础上,提出了多能源混合供电的系统结构,建立了基于神经网络的控制模型,提出了多能源混合供电控制策略.在对神经网络训练时采用Levenberg-Marquaret 算法,并引入动量因子α,加快了收敛速度和防止了振荡.仿真结果表明该策略是有效的,在最大限度地使用可再生能源的前提下,交流微网输出电压持续、稳定、不间断,能够满足交流微网内用户用电需要.     

大容量链式电池储能系统及其充放电均衡控制

为实现高母线电压、大容量的城网储能.结合链式DC/AC变流器拓扑及多重化双向DC/DC变流技术,提出一种适合于大容量、多储能模块的电池储能系统结构.该储能系统可以不通过升压变压器直接接入10 kV以上电压等级母线,并可在较低开关频率下达到良好的输出谐波特性;系统中每个串联单元的直流电压可在电池组端电压的基础上进一步提高...     

基于采油系统的公共直流母线变频器结构分析及应用

提出将公共直流母线技术应用于油田采油系统的交流传动中,以降低生产所需的变频设备投资,同时充分利用再生能量,提高系统运行效率,对公共直流母线的系统配置以及在油田采油系统中的应用进行了分析,同时总结了公共直流母线变频方式与传统变频方式相比较的优点.     

基于共直流电压母线级联型超导储能系统的动态电压恢复器最小能量控制

构造了基于共直流电压母线级联型超导储能系统的动态电压恢复器,根据该装置直流母线电压可控的特点,提出了基于直流母线电压控制的最小能量控制方案。该方案通过控制直流母线电压的幅值,实现了有功功率从电网经十二脉波二极管整流器到直流电压母线的可控传输,减少了对斩波器输出有功功率的需求,降低了超导磁体的储能量,延长了电压暂降的补偿时间。同时,文中还对控制系统进行了整体设计,实现了动态电压的补偿和最小能量控制。仿真结果证明了所提控制策略的可行性。     

带储能系统的级联多电平逆变器的研究进展

大规模风电等新能源的接入给电网带来了一系列问题,而储能技术是解决新能源并网的有效方法之一。文章首先对储能装置在接入CMC/ESS(Cascaded Multilevel Converter In Energy Storage System)直流侧的拓扑结构进行归纳总结,并对级联多电平型PCS的拓扑结构进行了总结分析;然后对CMC/ESS在风电中的主要应用情况和控制策略的研究进展情况进行了归纳总结与分析。在此基础上,针对CMC/ESS研究中储能装置的选择、控制策略、级联多电平拓扑结构等问题提出了研究建议,可为更好地研究和利用级联多电平储能系统改善风电并网运行特性提供一定的借鉴。     

基于单元串联多电平高压变频器的异步电机直流制动研究

简单地介绍了单元串联多电平变频器的结构,详细地阐述了直流制动的原理和具体实现的方法。提出了在具体实现制动时应考虑的3个主要因素,通过改进的电压控制方法,抑制了制动电流冲击波的产生,能够有效平滑地进行直流制动。试验结果证明,采用直流制动功能是可靠和有效的。直流制动特别适合在低频段制动,所以很适合于风机起动前确保拖动系统从零速开始起动所需的制动场合。     

基于单元串联多电平高压变频器的异步电机直流制动研究

简单地介绍了单元串联多电平变频器的结构,详细地阐述了直流制动的原理和具体实现的方法。提出了在具体实现制动时应考虑的3个主要因素,通过改进的电压控制方法,抑制了制动电流冲击波的产生,能够有效平滑地进行直流制动。试验结果证明,采用直流制动功能是可靠和有效的。直流制动特别适合在低频段制动,所以很适合于风机起动前确保拖动系统从零速开始起动所需的制动场合。     

具有储能功能的链式STATCOM研究

针对具有储能功能的无功补偿器BS-STATCOM(STATCOM with battery energy storge system),讨论了其拓扑演化过程与系统集成特点,研究了其有功无功耦合问题,并分析了采用类STATCOM控制策略存在的问题。提出一种基于bangbang原理的新型控制策略,并对比分析,结果表明所提出的基于bangbang原理的新型控制策略能够有效地改善功率控制性能,扩大有功输出的范围。基于MATALB/Simulink构建了2 Mvar的BS-STATCOM仿真分析平台,分别对两种控制策略进行了仿真分析,验证了理论分析的正确性。     

级联H桥中压储能系统离网控制策略

在高压大功率储能应用场景中采用中压储能系统相对低压储能系统具有更高的效率。目前基于级联H桥的中压储能系统研究较多,但已有研究多集中于并网运行,离网控制研究较少。该文对基于级联H桥的模块化多电平中压储能系统的离网运行控制进行了阐述。建立了级联H桥中压储能系统的离网模型,提出了包含交流电压外环和电流内环的中压储能系统离网电压控制策略,并针对离网运行时单相负载较多,三相电压容易不平衡的问题,提出了三相电压不平衡补偿控制方法。搭建了MATLAB/RT_LAB实时仿真系统,对上述控制进行了仿真验证。结果表明,三相负载平衡时,负载端电压保持恒定,电流内环跟踪精确;三相负载不平衡时,经电压不平衡补偿后,负载端的三相电压仍然能保持平衡,负载三相电流则随三相负载的大小而不同,仿真证明了该文提出的级联H桥中压储能系统离网控制策略的有效性。     

基于双重双向DC/DC变换器的光储系统研究

独立光伏系统受温度、光照强度等影响,其输出功率具有间歇性、分时性的缺点,然而储能系统"削峰填谷"的功能可以弥补光伏系统的缺点。文章通过双向Buck/Boost电路实现能量的双向流动,采用互补的PWM控制方式实现蓄电池充放电的平滑切换,应用电压电流双闭环控制的方法来抑制直流母线电压的波动。采用双重变换器不仅能够减小电感的大小和设备的重量,而且能够减小电压纹波的大小,同时增加了设备的容量。最后在实验室现有设备的基础上搭建相关实验平台,验证了基于双重双向DC/DC变换器的光储系统及相关控制策略的有效性与优越性。     

级联型储能功率变换系统控制策略综述

级联型储能功率变换系统广泛应用于高压大容量场合,对电力系统起到削峰填谷的作用,其控制策略的好坏直接影响到储能系统的性能和可靠性.因此,近年来对级联型储能功率变换系统控制策略的研究引起了广泛关注,国内外学者对其进行了大量研究,主要可分为功率控制、均衡控制及容错控制三个方面,根据这三个方面对级联型储能功率变换系统控制策略进...