大功率儲(chǔ)能系統(tǒng)雙向變流技術(shù)研究.pdf

1、分布式發(fā)電與智能電網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用推動(dòng)了儲(chǔ)能技術(shù)的迅速發(fā)展，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以用來(lái)平抑可再生能源發(fā)電并網(wǎng)功率的波動(dòng)，對(duì)電力系統(tǒng)功率進(jìn)行“削峰填谷”，維持微電網(wǎng)的功率平衡以及改善微電網(wǎng)的電能質(zhì)量。能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)作為儲(chǔ)能載體與電網(wǎng)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(jí)式PCS的控制策略和其并聯(lián)運(yùn)行技術(shù)。
　　本文首先基于功率平衡和電壓電流矢量關(guān)系分別分析了電池側(cè)DC/DC變流器和電網(wǎng)側(cè)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(dòng)法，推導(dǎo)了Buck/Boost變流器的小信號(hào)模型，根據(jù)控制對(duì)象，分別推導(dǎo)了二極管鉗位型三電平變流器在并網(wǎng)和孤島運(yùn)行時(shí)的數(shù)學(xué)模型。然后給出了PCS的系統(tǒng)控制策略，即前級(jí)雙向DC/DC變流器用來(lái)穩(wěn)定直流母線電壓，后級(jí)雙向DC/AC變流器依據(jù)指令作電壓源或電流源運(yùn)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(duì)象，分別分析了 DC/AC變流器在并網(wǎng)和孤島運(yùn)行時(shí)的控制策略，DC/AC變流器在兩相dq旋

3、轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下具有強(qiáng)耦合并受電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流影響的特點(diǎn)，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(diǎn)電位波動(dòng)的原因，建立了直流母線中點(diǎn)電位波動(dòng)模型，并以此給出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的中點(diǎn)電位平衡控制策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了上述控制策略的正確性。最后研究了孤島運(yùn)行時(shí)，PCS的并聯(lián)運(yùn)行技術(shù)。介紹了PCS并聯(lián)系統(tǒng)的主從控制策略，推導(dǎo)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(guān)系，給出了基于功率誤差調(diào)節(jié)d/q軸電壓指令的集中控制策略