级联型储能功率变换系统控制策略综述
2021-04-08
电气传动 2021年7期
(北方工业大学北京市变频技术工程技术研究中心,北京100144)
近年来,随着新能源发电技术的不断发展,为提高可再生能源利用率,储能系统呈现高压大容量化,实现对电力系统的削峰填谷。其中,级联型储能功率变换系统(power conversion system,PCS)因具有模块化结构且无电池环流等问题,在可再生能源发电系统中得到广泛应用,主要起到控制功率流向和功率调节等作用,其拓扑结构和控制策略影响着储能系统的输出效率和电能质量[1-2]。级联型储能PCS的功率模块具有多种拓扑结构,其中应用较为广泛的是DC/AC单级式结构和DC/DC+DC/AC双级式结构,前者构成的级联型储能PCS运行效率较高,后者构成的级联型储能PCS主要工作在电压范围变化较宽的场合,但后者开关损耗更大,成本更高,相比之下,DC/AC单级式结构构成的级联型储能PCS及其控制策略受到更广泛的关注和研究[3-4]。
级联型储能PCS控制系统设计复杂,控制策略的好坏影响着系统性能的优劣。本文以功率模块采用DC/AC单级式结构的级联型储能PCS作为主要研究对象,基于国内外多年研究成果,对级联型储能PCS控制策略进行分类、归纳和总结。
1 级联型储能PCS拓扑结构及控制策略分类
图1为星接级联型储能PCS拓扑结构示意图,其采用DC/AC变换器作为功率模块,每相均由N个功率模块与电池并联后经级联构成,具有高度模块化的特点,能够根据储能装置要求进行扩容[5]。当系统充电时,级联型储能PCS工作于整流状态,将电网中多余的交流电转换为直流电储存于电池中;……
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