電池儲能的兩級式功率變換系統(tǒng)研究.pdf

1、進入二十一世紀(jì)后,世界能源格局的變化和環(huán)境污染的加劇促進了以風(fēng)能、太陽能為代表的新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的研究和應(yīng)用。與其他類型儲能系統(tǒng)相比,電池儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟效益高、使用條件限制少、安裝維護方便靈活,在需配備儲能的新能源并網(wǎng)發(fā)電以及電動汽車等應(yīng)用終端的使用都比較廣泛。儲能變流器是電池儲能系統(tǒng)的重要組成部分,是儲能電池組和電網(wǎng)間電能傳輸?shù)臉蛄?。因雙向變流器在儲能系統(tǒng)中起到的獨特作用,對其的研究越來越廣泛,而熱點集中在靈活模塊化且高效充放電的電

2、路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及其控制策略這兩個方面。
　　本文以三電池組接入的兩級式功率變換系統(tǒng)為主要研究內(nèi)容,重點研究的是主電路參數(shù)設(shè)計和系統(tǒng)的控制策略,并通過Matlab仿真和小功率實驗對其進行了驗證。
　　首先對幾種常見的PCS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行對比和分析,結(jié)合并網(wǎng)PCS的設(shè)計要求,選擇以雙向DC-DC變流器與雙向DC-AC變流器級聯(lián)的兩級式非隔離PCS作為基本功率變換單元,并對主電路中的直流母線支撐電容、網(wǎng)側(cè)濾波器以及直流側(cè)的升壓電感、電

3、池側(cè)電容等關(guān)鍵參數(shù)進行了設(shè)計。
　　其次,分析了兩級式PCS工作原理及系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。論文利用子系統(tǒng)集成法對兩級式PCS的三個主要組成部分:LCL濾波器、三相兩電平DC-AC變流器及雙向DC-DC變流器進行了詳細(xì)建模設(shè)計,并給出了各自的簡化模型用于控制器設(shè)計。
　　再次,對PCS的控制策略展開研究。根據(jù)DC-AC變流器和DC-DC變流器的控制原理,分析了兩者的協(xié)調(diào)控制方法,研究了在統(tǒng)一控制策略下恒流、恒壓二階段式充放電控制。為