一體化儲能裝置的設計與控制研究.pdf

1、儲能是分布式電源、微電網中十分重要的組成部分，其對于由可再生能源組成的微網的安全穩(wěn)定運行起到了至關重要的作用。電池儲能由于技術成熟、可靠性高，已經得到越來越多的應用，其成本會進一步降低。儲能功率轉換系統(tǒng)(PCS)是儲能電池與交流電網互聯的接口，是電池儲能系統(tǒng)能量控制的核心。隨著儲能系統(tǒng)的容量規(guī)模不斷擴大，相應的PCS的結構和拓撲需要重新調整和匹配。隨著電池組的電壓等級提高，三電平高壓儲能系統(tǒng)也是一種有效的拓撲形式，并體現了一定的價值。一

2、體化儲能系統(tǒng)的構建能夠增加儲能電池、電池管理系統(tǒng)以及儲能變流器之間的關聯，使系統(tǒng)整體性能達到最優(yōu)。
　　首先，針對兩種三電平拓撲電路效率的不同，進行了效率分析，確定了具有更高效率的一體化儲能裝置的方案。研究了NPC儲能交流器的SPWM調制算法和基于零序電壓注入的SPWM調制算法，詳細分析了零序注入的SPWM調制算法與SVPWM算法的等效實現。在開關損耗最小和中點電位平衡兩種目標下，注入到調制波的零序分量不同，仿真驗證了不同目標下調

3、制策略的可行性，并分析了各自目標下的優(yōu)缺點。
　　其次，建立了一體化儲能裝置的數學模型，并設計了一體化儲能裝置的網壓定向并網控制策略和Wf離網控制策略。提出了一種基于SOC均衡控制的零序電壓注入方案，詳細推導了需要注入零序分量的大小，并給出了計算流程圖。通過仿真驗證了一體化儲能裝置的控制策略和SOC均衡控制策略的有效性。之后設計了一臺15kW/30kWh的一體化儲能裝置樣機，完成主電路參數設計和軟件設計，并完成基本功能實驗。