大功率儲能系統(tǒng)雙向變流技術研究.pdf

1、分布式發(fā)電與智能電網的大規(guī)模應用推動了儲能技術的迅速發(fā)展，儲能系統(tǒng)可以用來平抑可再生能源發(fā)電并網功率的波動，對電力系統(tǒng)功率進行“削峰填谷”，維持微電網的功率平衡以及改善微電網的電能質量。能量轉換系統(tǒng)(PCS)作為儲能載體與電網的接口裝置，起著兩者之間能量雙向交換的重要作用，本文主要研究雙級式PCS的控制策略和其并聯(lián)運行技術。
　　本文首先基于功率平衡和電壓電流矢量關系分別分析了電池側DC/DC變流器和電網側DC/AC變流器的雙向變

2、流原理，由狀態(tài)空間平均法和小擾動法，推導了Buck/Boost變流器的小信號模型，根據控制對象，分別推導了二極管鉗位型三電平變流器在并網和孤島運行時的數(shù)學模型。然后給出了PCS的系統(tǒng)控制策略，即前級雙向DC/DC變流器用來穩(wěn)定直流母線電壓，后級雙向DC/AC變流器依據指令作電壓源或電流源運行。研究了DC/DC變流器的雙閉環(huán)控制策略，按照不同的控制對象，分別分析了 DC/AC變流器在并網和孤島運行時的控制策略，DC/AC變流器在兩相dq旋

3、轉坐標系下具有強耦合并受電網電壓或負載電流影響的特點，因此采用狀態(tài)反饋加前饋的解耦控制策略，分析了三電平變流器中點電位波動的原因，建立了直流母線中點電位波動模型，并以此給出了一種簡單實用的中點電位平衡控制策略。實驗結果驗證了上述控制策略的正確性。最后研究了孤島運行時，PCS的并聯(lián)運行技術。介紹了PCS并聯(lián)系統(tǒng)的主從控制策略，推導了并聯(lián)系統(tǒng)中PCS輸出功率和其輸出電壓d/q軸分量的關系，給出了基于功率誤差調節(jié)d/q軸電壓指令的集中控制策略