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

1、近年來(lái)，全球電力需求不斷增長(zhǎng)，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(yīng)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(lái)了極大的挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能系統(tǒng)為解決這一問(wèn)題提供了新的技術(shù)和手段?；陔姵貎?chǔ)能的組合級(jí)聯(lián)式功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(Hybrid Cascaded Power Conversion System，HC-PCS)是靜止同步補(bǔ)償器與電池能量管理系統(tǒng)相結(jié)合的綜合補(bǔ)償裝置，具備有功和無(wú)功功率四象限調(diào)節(jié)能力，是解決分布式能源并網(wǎng)問(wèn)題的

2、理想方案。
　　本文依托北京市科技計(jì)劃項(xiàng)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(yīng)用(E13H00041)”，在分析HC-PCS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及特點(diǎn)的基礎(chǔ)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(duì)光伏電站有功與無(wú)功綜合協(xié)調(diào)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合功率控制策略，主要內(nèi)容如下:
　　首先，詳細(xì)介紹電池儲(chǔ)能系統(tǒng)模型，采用基于鋰電池儲(chǔ)能的組合級(jí)聯(lián)式功率轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu);分析其組合級(jí)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(shí)際工程數(shù)據(jù)，選取電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及主要參數(shù)。根據(jù)組合級(jí)聯(lián)式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行要求，設(shè)計(jì)PQ解耦控制策略實(shí)現(xiàn)其四象限運(yùn)行特性，使其能夠工作在BESS和STATCOM兩種模式下。
　　其次，針對(duì)級(jí)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(wèn)題，提出兩種自均衡控制策略:(1)基于SOC重心偏移的兩級(jí)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(duì)比分析兩種均衡控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)，并給出SOC自均衡控制啟動(dòng)或退出的條件和步驟。通過(guò)理論推導(dǎo)和PSCAD/EMTDC仿真驗(yàn)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(duì)光伏電站有功與無(wú)功綜合補(bǔ)償?shù)膹?fù)合功率協(xié)調(diào)控制策略。此復(fù)合控制策略兼顧對(duì)電池組進(jìn)行保護(hù)，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