一體化儲能裝置的設(shè)計與控制研究.pdf

1、儲能是分布式電源、微電網(wǎng)中十分重要的組成部分，其對于由可再生能源組成的微網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行起到了至關(guān)重要的作用。電池儲能由于技術(shù)成熟、可靠性高，已經(jīng)得到越來越多的應(yīng)用，其成本會進一步降低。儲能功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)是儲能電池與交流電網(wǎng)互聯(lián)的接口，是電池儲能系統(tǒng)能量控制的核心。隨著儲能系統(tǒng)的容量規(guī)模不斷擴大，相應(yīng)的PCS的結(jié)構(gòu)和拓?fù)湫枰匦抡{(diào)整和匹配。隨著電池組的電壓等級提高，三電平高壓儲能系統(tǒng)也是一種有效的拓?fù)湫问?，并體現(xiàn)了一定的價值。一

2、體化儲能系統(tǒng)的構(gòu)建能夠增加儲能電池、電池管理系統(tǒng)以及儲能變流器之間的關(guān)聯(lián)，使系統(tǒng)整體性能達到最優(yōu)。
　　首先，針對兩種三電平拓?fù)潆娐沸实牟煌?，進行了效率分析，確定了具有更高效率的一體化儲能裝置的方案。研究了NPC儲能交流器的SPWM調(diào)制算法和基于零序電壓注入的SPWM調(diào)制算法，詳細(xì)分析了零序注入的SPWM調(diào)制算法與SVPWM算法的等效實現(xiàn)。在開關(guān)損耗最小和中點電位平衡兩種目標(biāo)下，注入到調(diào)制波的零序分量不同，仿真驗證了不同目標(biāo)下調(diào)

3、制策略的可行性，并分析了各自目標(biāo)下的優(yōu)缺點。
　　其次，建立了一體化儲能裝置的數(shù)學(xué)模型，并設(shè)計了一體化儲能裝置的網(wǎng)壓定向并網(wǎng)控制策略和Wf離網(wǎng)控制策略。提出了一種基于SOC均衡控制的零序電壓注入方案，詳細(xì)推導(dǎo)了需要注入零序分量的大小，并給出了計算流程圖。通過仿真驗證了一體化儲能裝置的控制策略和SOC均衡控制策略的有效性。之后設(shè)計了一臺15kW/30kWh的一體化儲能裝置樣機，完成主電路參數(shù)設(shè)計和軟件設(shè)計，并完成基本功能實驗。