王 帅, 荆 龙, 吴学智,2, 李金科, 武 文, 姜久春,2

(1. 北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心, 北京市 100044;2. 北京电动车辆协同创新中心, 北京交通大学, 北京市 100044)

0 引言

储能系统作为交直流电网的中间环节,可以提高电网供电的可靠性,在必要时刻给予电网功率支撑[1-2]。模块化多电平变流器(MMC)作为一种多电平的功率变换装置,与电池结合可以组成新型储能装置,其模块化结构可以使储能电池运行在低电压模式下,具有开关器件电压应力小、谐波小、模块化程度高、输出电压高、易于拓展、可靠性高等优点[3]。目前,模块化多电平储能变流器(MM-ESC)已经引起国内外研究人员的关注,相关研究包括应用于中低压电网[4-5]、电动汽车充电站[6]、新能源发电[7]等领域,未来也适用于柔性直流输电、柔性变电站等应用场合。

MMC一般由上百个子模块组成,实现子模块间的协调控制是MMC控制的关键。目前,MMC大多采用集中式控制架构:由中央控制单元(CCU)完成所有的算法控制、子模块均衡、系统保护与冗余控制。该方法需要将所有的子模块信息、桥臂电流、电网电压电流、直流电压电流以及故障保护信息上传至中央控制器中,再由中央控制器向子模块下发开关脉冲信号,不可避免地需要使用大量的高速输入/输出(I/O)通道以及性能极好的处理器进行运算处理。文献[8]提出增加桥臂控制器的控制系统结构,由主控制器完成功率解耦控制,桥臂控制器完成最近电平逼近调制(NLM)的调制控制,在一定程度上可以有效减少光纤通道数,为缓解通信压力提供了一种解决方案。……