兆瓦级组合级联式电池储能变换器的控制策略研究_第1页
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文档简介

1、兆瓦级组合级联式电池储能变换器的控制策略研究式电池储能变换器的优化控制策略展开了一系列的研究工作, 从模块级、单元级以及系统级三个层面 , 提出了一整套优化控制策略。为了提升双有源桥变换器(DAB)模块级在电压不匹配情况下的工作效率，很 多文献是通过削减回流功率来到达这个目的 , 然而本文的研究结果却显示回流功 率的优化方法在电压变换比接近1时对DAB的电流优化效果较差,不一定能够有 效提升变换器的工作效率。本文推导了全局最小回流功率的优化控制策略 , 并进 一步提出了非有效功率传输时间的性能指标 , 从非有效功率的角度指出了回流功 率优化控制策略的局限性。然后推导了最小非有效功率传输的优化控

2、制策略,得到了对DAB变换器更好 的优化效果。为了提升DAB和H桥单元级的工作性能,本文解析了 DAB中暂态直 流偏置的快速衰减特性 , 考虑了对死区时间的补偿 , 提出了一种无电流传感器的 DAB的优化控制策略。通过估计的负荷电流前馈控制 , 有效改善了中间直流母线电压的暂态响应性 能。建立闭环系统模型 , 构造了一系列稳态和动态的性能指标 , 据此讨论了控制策 略关于电路参数变化的敏感性。然后提出了一种最小中间直流母线电容的参数优化设计的方法 , 确保了提出 的控制策略在尽量小的电容下 , 有效地提升单元级的稳态性能和动态性能。为了 提高储能系统对不同性能电池组的适应能力以及提高整个储能电

3、池组的可用率 , 提出了一种级联H桥相内功率分配的控制策略，设计了一种电池组SOC均衡控制 方法, 实现了对相内各级传输功率的直接独立控制。推导了功率不均衡分配极限能力值的解析计算公式 ,实现了对各级传输功率 的约束。提出的控制策略在功率分配控制能力和输出电压谐波性能等方面都比传 统载波移相cps-spwM技术有明显的优势。为了提升储能系统在不对称电网电压跌落下的低电压穿越控制的能力 , 设计 了一种灵活的电流参考计算方法 ,得到了线性的搜索路径。基于常见的控制目标 在线性路径上所表现出的单调变化规律 ,提出了一种定功率波动幅度的多目标协 调控制策略。基于经典的 pI 控制器和自适应乘数因子 , 实现了对功率波动幅度和电流不 平衡度之间的自适应权衡控制。通过样机和兆瓦级工程装置的

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