基于载波移相调制的模块化多电平电池储能系统直流侧建模

载波移相调制是模块化多电平电池储能系统中广泛应用的一种调制方式。本文针对载波移相调制和电池储能系统的直流侧进行了理论研究,提出了N+1调制和2N+1调制两种不同的载波移相调制方式的数学模型,发现载波周期内相开通模块数及其持续时间仅与调制比和桥臂模块数相关。基于此建立了模块化多电平电池储能系统直流侧的等效模型,发现系统直流侧可以用两个电压源和一个开关等效,其参数仅与调制比和桥臂模块数相关。在该模型的基础上,提出了一种桥臂电感取值的方法,可以在系统稳定状态下满足对直流电流纹波的设计要求。最后通过仿真验证了数学模型的准确性以及电感取值方法的有效性。

H桥级联电池储能系统四级均衡控制研究

针对H桥级联电池储能系统中电池均衡的问题,研究和设计四级均衡控制。在电池模块内,单体采用双向DC/DC进行模块-单体的能量转移实现模块内单体间的均衡;在同组的电池模块之间采用基于交流母线的双向AC/DC实现电池模块间的均衡;在同一相不同的储能单元间采用基于荷电状态(SOC)的比例功率分配控制实现同相内储能单元间的均衡;对于储能系统三相之间的不均衡采取零序电压注入法进行均衡控制。上述控制在南方电网深圳宝清电池储能站2 MW/10 kV H桥级联储能系统上应用并进行测试验证。

低压MMC-BESS主电路设计研究

MMC拓扑结构的电池储能系统具有交直流两个外部接口,可同时为交直流电网起到能量存储、缓冲和互联的作用。以实际工程应用为背景进行了60 kW/380 V的基于MMC拓扑的电池储能系统主电路及主参数设计。储能系统子模块采用半桥拓扑,储能电池经过LC滤波器接入子模块。根据直流端口与交流端口的电压约束关系,参考直流电压等级相关国家标准,确定了电池储能系统的直流端口额定电压为750 V。根据储能电池模块的电压运行范围,设计桥臂子模块数量为120个。基于并网、环流抑制和短路电流限制三个条件,确定了桥臂电感和交流侧并网电感值均为1 mH。可以为后续相关研究应用提供参考。

级联电池储能系统控制电源方案及其可靠性

级联电池储能系统的各个模块的工作需要独立的、相互隔离的控制电源。控制电源的可靠性对整个级联电池储能系统的可靠性至关重要。总结了多种模块控制电源及其冗余设计方案,针对有冗余和无冗余两种情况,建立了控制电源系统的可靠性模型。分析表明:无冗余的电源方案中,工频变压器隔离取电是优选的控制电源取电方式。有冗余的电源方案中,工频变压器隔离取电和直流侧取电组合的可靠性最优。可为级联电池储能及类似的模块化拓扑电力电子装置的控制电源设计提供指导。

级联电池储能系统待机状态电位与电压分布特性

受电缆对地分布电容和电池簇对地分布电容的影响,待机状态下CHB-BESS主电路中流过的电流为较微弱的容性漏电流,回路阻抗大,其储能单元对地电位和交流侧出口电压分布与运行状态有很大不同。靠近并网点的储能单元交流侧电压为矩形波,有效值高;随着与并网点距离的增加,储能单元交流侧电压趋向于正弦波,且电压有效值逐渐减小。测量装置的输入阻抗对CHB-BESS待机状态的电位分布和交流侧出口电压分布也会产生严重影响,需要针对性地对相关设备或电路在待机状态的适应性进行评估方可保证安全。

电力物联网云平台监控系统建设分析

新时期,随着物联网云平台技术的不断发展,进一步为电力企业发展提供了有效的技术助力。在电力系统中,有效引入物联网云平台技术,有利于全面提高监控系统建设水平,因此,在进行实践研究过程中,要有效提高对于电力物联网云平台监控技术的认识,要科学提出更加完善的系统优化方案,从而才能不断提高电力物联网云平台监控水平。

相内快速SOC均衡时MMC-BESS运行边界研究

电池储能系统(battery energy storage system,BESS)的应用使电力系统的能量应用形式更加丰富,且具有高度的灵活性和可靠性。模块化多电平电池储能系统(battery energy storage system based on modular multilevel converter,MMC-BESS)具有效率高、谐波含量小、故障容错能力强等特点,适用于中高压大容量储能场合。重点研究了电池荷电状态(SOC)对电池储能系统运行功率边界的影响,基于典型的MMC-BESS系统拓扑和数学模型,采用聚合方法,提出了快速MMC-BESS电压与SOC关系的模型。根据SOC范围分析了MMC-BESS的输入输出有功功率和无功功率边界,为电池储能系统的均衡设计和运行提供了理论依据。

级联型电池储能系统改善电能质量的研究

介绍了电流检测方法和级联型储能装置电流控制策略,基于仿真平台验证了级联型储能装置用于改善电网无功、谐波和负序电流的效果,分析了几种控制模式对电池侧电流造成的影响,指出了级联型储能装置用于电能质量综合治理时在设计和控制中应注意的相关问题。