徐杰彦，杨涵棣，程志江，石坤宏，李永东

(1.国网(北京)综合能源规划设计研究院有限公司，北京 100052；2.新疆大学可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心，新疆乌鲁木齐 830047；3.清华大学先进电能变换与电气化交通研究中心，北京 100084)

世界性的能源危机及环境问题，引起了世界各国对新能源技术的广泛关注，但随着可再生能源的大规模并入电网，其出力间歇性、随机性等特点给电力系统的安全性和稳定性带来了挑战[1]。电池储能技术具有响应速度快、可持续充放电时间长等优点，可以解决可再生能源并网过程中存在的诸多问题，成为了电力系统的重要组成部分，而多电平技术具有开关频率低、dv/dt小、效率高、电磁干扰(EMI)性能好等优点[2]，已广泛应用于新能源发电、电力传动等高压、大容量、高品质供电的工业和民用领域[3-4]。随着电化学储能技术的成本不断降低，以电化学储能在物理结构及功能上高度集成为目标的多电平变换器电池储能系统(battery energy storage system，BESS)，具有占地面积小、集成度高、功率密度大等优点，可以方便地应用于分布式发电侧及用户侧，是未来分布式储能所依赖的重要技术支撑之一。

目前常见的多电平拓扑结构主要包括二极管钳位型(neutral point clamped，NPC)、飞跨电容型(flying capacitor，FC)和H 桥级联型(cascaded H-bridge，CHB)，前两种拓扑结构主要采用电容分压和开关电路实现多电平输出，具有电平数难以扩展和不能实现模块化等缺点，与储能技术结合不够紧密；而H 桥级联型拓扑结构及其衍生拓扑结构采用多个带独立电源的全桥或半桥级联，具有容错性好、控制策略简单、扩展能力强等优点，是多电平变换器电池储能系统的优选拓扑结构。……