王小平，陈延联，毛行奎

(福州大学电气工程与自动化学院，福建 福州 350108)

1 引言

随着传统能源发展带来环境污染问题的日益突出，新能源作为一种广泛、清洁、取之不尽用之不竭的能源，具有很大的发展潜力。但由于其出力具有间歇性和波动性[1]，大规模的风光电并网时，会对电网频率造成较大的影响[2]，致使在可再生能源充足的地方出现了弃风弃水[3]的现象。而储能技术[4，5]有着平抑风光新能源的出力波动、提高电网对新能源消纳能力的特点，能够很好地解决这一问题。储能PCS作为能量转换接口[6]，其损耗的分析对于合理设计主电路参数以及散热有着重要的作用。文献[7]对比了不同开关频率下，软硬关断对于轻载与重载效率的影响。文献[8]在MATLAB中搭建损耗计算模型，针对IGBT与反并联二极管损耗进行分析与计算。

本文首先建立了双向PCS模型，通过前馈解耦得到dq各自控制框图，采用Mathcad软件对储能PCS开关器件损耗进行线性拟合，针对电感铜耗与铁耗进行详细分析计算，从而得到在25℃与125℃的效率，此法简单易行且能为储能PCS设计以及散热起到指导作用。

2 系统模型与控制

图1为双向PCS主电路拓扑，通过交流侧为LCL滤波器与电网相连接，直流侧通过电容C与直流源相连。

图1 双向PCS主电路拓扑

根据基尔霍夫电压定律可得式(1)。

其中，p为微分算子，L为LCL滤波电感，R为电路中电感与开关管的等效电阻，Uk(k=a，b，c)为储能PCS输出端电压，ek为电网电压，ik为逆变器侧电感电流，通过坐标变换可得dq轴下的数学模型。……