用于光伏電站的組合級聯(lián)式電池儲能系統(tǒng)的控制研究.pdf

1、近年來，全球電力需求不斷增長，傳統(tǒng)石化資源日漸消減，新能源技術(shù)得到了快速發(fā)展和應用。然而，分布式能源并網(wǎng)給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可控性帶來了極大的挑戰(zhàn)。儲能系統(tǒng)為解決這一問題提供了新的技術(shù)和手段?；陔姵貎δ艿慕M合級聯(lián)式功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(Hybrid Cascaded Power Conversion System，HC-PCS)是靜止同步補償器與電池能量管理系統(tǒng)相結(jié)合的綜合補償裝置，具備有功和無功功率四象限調(diào)節(jié)能力，是解決分布式能源并網(wǎng)問題的

2、理想方案。
　　本文依托北京市科技計劃項目“光伏并網(wǎng)用統(tǒng)一功率控制裝備及直流微網(wǎng)技術(shù)研究與示范應用(E13H00041)”，在分析HC-PCS拓撲結(jié)構(gòu)及特點的基礎上，結(jié)合光伏發(fā)電并網(wǎng)要求，提出HC-PCS內(nèi)在電池自均衡控制以及對光伏電站有功與無功綜合協(xié)調(diào)補償?shù)膹秃瞎β士刂撇呗?，主要?nèi)容如下:
　　首先，詳細介紹電池儲能系統(tǒng)模型，采用基于鋰電池儲能的組合級聯(lián)式功率轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu);分析其組合級聯(lián)式變換器的基本工作原理、控制方式和功率傳

3、輸特性，結(jié)合實際工程數(shù)據(jù)，選取電池儲能系統(tǒng)的主電路的拓撲結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)。根據(jù)組合級聯(lián)式電池儲能系統(tǒng)的運行要求，設計PQ解耦控制策略實現(xiàn)其四象限運行特性，使其能夠工作在BESS和STATCOM兩種模式下。
　　其次，針對級聯(lián)式結(jié)構(gòu)中存在的電池組間荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC）不均衡問題，提出兩種自均衡控制策略:(1)基于SOC重心偏移的兩級均衡法;(2)基于特征諧波消除PWM(Selective Harmonic

4、 Elimination PWM，SHE-PWM)的差異化充放電方法。對比分析兩種均衡控制策略的優(yōu)缺點，并給出SOC自均衡控制啟動或退出的條件和步驟。通過理論推導和PSCAD/EMTDC仿真驗證，分別比較傳統(tǒng)移相SPWM控制和兩種電池SOC自均衡控制的諧波性能。
　　最后，提出HC-PCS對光伏電站有功與無功綜合補償?shù)膹秃瞎β蕝f(xié)調(diào)控制策略。此復合控制策略兼顧對電池組進行保護，提高電池組有效利用率，避免電池頻繁充放電;結(jié)合光伏電站的