一體化儲(chǔ)能裝置的設(shè)計(jì)與控制研究.pdf

1、儲(chǔ)能是分布式電源、微電網(wǎng)中十分重要的組成部分，其對(duì)于由可再生能源組成的微網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到了至關(guān)重要的作用。電池儲(chǔ)能由于技術(shù)成熟、可靠性高，已經(jīng)得到越來(lái)越多的應(yīng)用，其成本會(huì)進(jìn)一步降低。儲(chǔ)能功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)是儲(chǔ)能電池與交流電網(wǎng)互聯(lián)的接口，是電池儲(chǔ)能系統(tǒng)能量控制的核心。隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量規(guī)模不斷擴(kuò)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(jí)提高，三電平高壓儲(chǔ)能系統(tǒng)也是一種有效的拓?fù)湫问剑Ⅲw現(xiàn)了一定的價(jià)值。一

2、體化儲(chǔ)能系統(tǒng)的構(gòu)建能夠增加儲(chǔ)能電池、電池管理系統(tǒng)以及儲(chǔ)能變流器之間的關(guān)聯(lián)，使系統(tǒng)整體性能達(dá)到最優(yōu)。
　　首先，針對(duì)兩種三電平拓?fù)潆娐沸实牟煌M(jìn)行了效率分析，確定了具有更高效率的一體化儲(chǔ)能裝置的方案。研究了NPC儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)。在開(kāi)關(guān)損耗最小和中點(diǎn)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(yàn)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(diǎn)。
　　其次，建立了一體化儲(chǔ)能裝置的數(shù)學(xué)模型，并設(shè)計(jì)了一體化儲(chǔ)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(jì)算流程圖。通過(guò)仿真驗(yàn)證了一體化儲(chǔ)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(jì)了一臺(tái)15kW/30kWh的一體化儲(chǔ)能裝置樣機(jī)，完成主電路參數(shù)設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，并完成基本功能實(shí)驗(yàn)。