级联半桥拓扑直流直挂储能装置的设计

作     者：晁武杰 邓超平 黄均纬 乔鑫 蔡曹轩 徐润东 凌志斌 CHAO Wujie;DENG Chaoping;HUANG Junwei;QIAO Xin;CAI Caoxuan;XU Rundong;LING Zhibin

作者机构：国网福建省电力有限公司电力科学研究院 福建省智能电网保护与运行控制重点实验室福建福州350007 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 

基　　金：国网福建省电力有限公司科技项目(52130423000K) 

出 版 物：《储能科学与技术》 (Energy Storage Science and Technology)

年 卷 期：2024年第13卷第5期

页      码：1516-1522页

摘      要：随着海上风电、光伏等新能源的大规模建设,产生了直流输电、交直流互联和储能的应用需求。目前储能技术的研究和应用主要集中于交流储能领域。模块化多电平电池储能系统(modular multilevel converter based battery energy storage system,MMC-BESS)虽然在交直流互联的同时,实现了储能的功能,但电池中流过的工频、二倍频等脉动电流成分对电池寿命有潜在影响,且传统的模块化多电平(modular multilevel converter,MMC)换流站的改造成本高。本工作提出的直流直挂储能装置将换流和储能分离,电池电流仅为直流和高频脉动成分,工况对电池友好,且直流直挂储能系统需要电池单体数量仅为MMC-BESS的1/6,成本低。对直流直挂储能装置的拓扑结构及工作原理进行分析;对级联子模块的数量和参数进行设计;基于载波移相调制,推导直流纹波电流,进而对并网电感参数进行设计;建立直流直挂储能装置的数学模型,推导控制模型,根据控制框图进行功率控制。最后,通过仿真和样机实验,验证该半桥拓扑级联型直流直挂储能装置设计的可行性及正确性。实验证明,该设计和控制方法效果良好,对高压大容量直流直挂储能装置的设计有一定参考价值。

主 题 词：直流直挂储能 级联半桥 并网电感 载波移相调制 功率控制 

学科分类：080802[080802] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 080502[080502] 0805[工学-能源动力学] 

核心收录：

D　O　I：10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0825

馆 藏 号：203128154...