一種新型基于級聯(lián)多電平變換器的儲能系統(tǒng)研究.pdf

1、大力發(fā)展風能太陽能等可再生能源，減少溫室氣體排放，建設環(huán)境友好型國家對我國的國家能源安全、環(huán)境改善、經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展等具有非常重要的戰(zhàn)略意義。與此同時，儲能系統(tǒng)由于其能夠靈活快速地調(diào)整有功/無功功率的吞吐、平抑負荷波動、提高電能質(zhì)量等一系列優(yōu)點，也得到了廣泛關注和研究。相對的，儲能系統(tǒng)直流側電壓/SOC均衡控制這一關乎儲能系統(tǒng)運行質(zhì)量的重要問題便顯得日益重要。特別是鏈式儲能系統(tǒng)，由于其具有結構簡單且容易重構、等效輸出電壓高、等效開關頻率

2、高和輸出電能質(zhì)量好等一系列顯著優(yōu)點，而逐漸成為大容量儲能系統(tǒng)中的研究熱點。然而，鏈式儲能系統(tǒng)高質(zhì)量運行的關鍵在于系統(tǒng)充放電時直流側各儲能單元之間的能量均衡(如各蓄電池組間的荷電狀態(tài)(SOC)的均衡）。
　　本文首先在綜合分析了各種多電平變換器調(diào)制策略的基礎上，針對鏈式儲能系統(tǒng)的均衡控制提出了一種基于輔助功率環(huán)的單相級聯(lián)多電平儲能系統(tǒng)，并提出了一種適合于該拓撲的雙頻載波移相PWM調(diào)制方法。通過該輔助功率環(huán)和雙頻載波移相PWM調(diào)制方法

3、，提出了可以有效實現(xiàn)級聯(lián)多電平儲能系統(tǒng)直流側各儲能單元之間功率交換的調(diào)控機制。此外，文中還詳細論述了系統(tǒng)輸出濾波器和輔助功率環(huán)中調(diào)諧濾波器的設計方法。
　　論文對基于輔助功率環(huán)的級聯(lián)多電平儲能系統(tǒng)的拓撲及其蓄電池SOC均衡控制方法進行了MATLAB/SIMULINK仿真分析，同時以蓄電池為儲能元件，建立了一個由三個H橋模塊級聯(lián)而成的1kW單相蓄電池儲能系統(tǒng)實驗平臺。仿真和實驗結果驗證了雙頻載波移相PWM調(diào)制方法及功率交換機制的可行