收藏本站
《北京交通大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

H桥级联型储能系统模块化独立控制研究

李凯  
【摘要】:近年来随着新能源发电的推广,储能技术逐渐在电力系统的各个环节得到广泛应用。电池储能技术以其响应快、效率高、相对成熟等特点,在电力系统中已得到相当规模的运用。基于H桥级联型拓扑(Cascaded H-Bridge,CHB)的电池储能系统具有等效开关频率高、输出电压谐波特性好、模块化设计易于扩展和便于进行故障冗余控制等优点,适合应用于高压大功率的储能场合。H桥级联型储能系统的模块化独立控制可以实现对每个子模块的独立控制,提高电池的容量和能量利用率,本文主要针对H桥级联型储能系统及其控制策略进行了以下研究:通过建立数学模型和理论推导等方式分析了 H桥级联型储能系统的拓扑结构、调制策略和并网控制策略,以实现H桥级联型储能系统的并网要求,并为储能系统的模块化独立控制策略的提出提供理论基础。针对H桥级联型模块化储能系统电池容量利用率的提高,研究了电池模块电流独立控制策略。同时,为了解决因模块电流独立控制以及储能系统电池不一致性等原因造成的三相电池功率不一致与并网侧三相功率平衡之间的矛盾,研究了三相电池功率独立控制策略。通过对相内电池模块电流以及三相间电池功率的独立控制,最终实现对储能系统的模块化独立控制。本文还针对电池模块电流独立控制中,由于不同模块电流差别较大而可能出现的过调制问题做了分析,并提出了应对该问题的混合调制策略。搭建了 H桥级联型储能系统的仿真模型,对上述控制策略进行了仿真验证和波形分析。以电池模块电流独立控制和三相电池功率独立控制策略为理论基础,针对储能系统中存在的电池不一致性问题,研究了 H桥级联型储能系统的电池SOC(State of Charge)均衡控制策略,实现相内电池模块间的SOC均衡控制和相间的SOC均衡控制。针对梯次利用电池在储能系统中的应用,特别提出了适用于梯次利用电池容量不一致特点的SOC均衡控制策略,以实现对不同容量电池的SOC均衡控制。以3相24模块的H桥级联型储能系统样机为实验平台,先对电池模块电流独立控制策略,混合调制策略和三相间功率独立控制策略进行实验。然后在此基础上,分别对相内模块间和三相间的SOC均衡控制策略进行了实验。通过对实验数据和波形进行分析,验证了本文所提出的各控制策略的有效性。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TM912

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张卓阳;邓超平;凌志斌;;基于MMC的光伏发电-电池储能系统控制策略[J];电气传动;2017年05期
2 艾洪克;吴俊勇;郝亮亮;冯宝泉;张巨瑞;张皎;;级联式储能系统中电池自均衡控制策略研究[J];电工技术学报;2015年14期
3 李亚男;蒋维勇;余世峰;邹欣;;舟山多端柔性直流输电工程系统设计[J];高电压技术;2014年08期
4 孙宁;;6kV级联型STATCOM关键技术的研究[J];电力电容器与无功补偿;2014年03期
5 韩路;贺狄龙;刘爱菊;马冬梅;;动力电池梯次利用研究进展[J];电源技术;2014年03期
6 马泽宇;姜久春;文锋;郑林锋;郭宏榆;时玮;;用于储能系统的梯次利用锂电池组均衡策略设计[J];电力系统自动化;2014年03期
7 薛金花;叶季蕾;张宇;时珊珊;朴红艳;;储能系统中电池成组技术及应用现状[J];电源技术;2013年11期
8 国家电网公司"电网新技术前景研究"项目咨询组;王松岑;来小康;程时杰;;大规模储能技术在电力系统中的应用前景分析[J];电力系统自动化;2013年01期
9 丁明;陈忠;苏建徽;陈中;吴建锋;朱承治;;可再生能源发电中的电池储能系统综述[J];电力系统自动化;2013年01期
10 马伟强;张彩萍;;梯次利用车用电池储能系统初探[J];科技视界;2012年30期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张建兴;;大规模电池储能技术的发展机遇与挑战[A];第二届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈中;级联H桥储能变换器及其控制技术研究[D];合肥工业大学;2015年
2 彭思敏;电池储能系统及其在风—储孤网中的运行与控制[D];上海交通大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 刁伟萍;电池柔性成组储能系统能量利用率分析及优化控制[D];北京交通大学;2017年
2 赵宇;基于电池柔性成组技术的储能变流器研究[D];北京交通大学;2016年
3 耿俊利;级联型多电平逆变器及控制策略研究[D];北京交通大学;2015年
4 晁刚;级联H桥储能系统研究与设计[D];上海交通大学;2013年
5 姜君;锂离子电池串并联成组优化研究[D];北京交通大学;2013年
6 张峰;高压级联储能功率转换系统控制策略研究[D];上海交通大学;2013年
7 单毅;锂离子电池一致性研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵琦;管霖;吕耀棠;梅勇;;储能电站在含光伏电源配电网中的优化配置[J];广东电力;2018年07期
2 刘芝豹;;铁塔挂线板圆孔内倒角加工研究[J];机械制造;2018年07期
3 易杨;沈豫;林章岁;;柔性直流输电系统贡献交流短路电流的特性分析及计算方法[J];高电压技术;2018年07期
4 朱运征;李志强;王浩;高翔;郑益;屈园;徐剑虹;谢建江;;集装箱式储能系统用梯次利用锂电池组的一致性管理研究[J];电源学报;2018年04期
5 李建林;修晓青;吕项羽;郭威;;储能系统容量优化配置及全寿命周期经济性评估研究综述[J];电源学报;2018年04期
6 张政;刘仁金;刘世林;;超级电容器组快速电压均衡方法研究[J];新乡学院学报;2018年06期
7 米增强;孙朝阳;刘力卿;杜平;万玉良;;储能型风电场作为黑启动电源时电池储能系统的配置方法[J];电测与仪表;2018年12期
8 夏红光;陆丹丹;;长距离海缆线路复役引起的主变无功倒送现象分析[J];浙江电力;2018年06期
9 杨自娟;高赐威;赵明;;电力—天然气网络耦合系统研究综述[J];电力系统自动化;2018年16期
10 陈东;乐波;梅念;吴延坤;余世峰;;±320kV厦门双极柔性直流输电工程系统设计[J];电力系统自动化;2018年14期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 史尤杰;级联多电平逆变器的低频纹波抑制与分相瞬时控制策略研究[D];华中科技大学;2017年
2 刘力卿;储能型风电场作为电网黑启动电源的控制技术研究[D];华北电力大学(北京);2017年
3 王灿;单三相孤岛光储多微网控制策略研究[D];华南理工大学;2017年
4 柴秀慧;基于储能的双模式直驱风力发电系统并脱网及功率控制[D];燕山大学;2016年
5 李宁宁;带蓄电池储能的STATCOM控制策略及应用研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
6 赵阳;海岛海洋可再生能源多能互补发电系统储能装置的运行与控制研究[D];东北师范大学;2015年
7 汪伟;风电及含风电微网中储能系统的容量配置研究[D];华中科技大学;2014年
8 张兆云;微网继电保护与协调控制理论及应用研究[D];华中科技大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴志东;H桥逆变器的阶梯波调制技术研究[D];青岛科技大学;2018年
2 李凯;H桥级联型储能系统模块化独立控制研究[D];北京交通大学;2018年
3 陈嘉楠;多台储能系统接入电网及控制方法的仿真建模研究[D];北京交通大学;2018年
4 袁烨;柴电混合动力系统容量配置与能量管理策略研究[D];北京交通大学;2018年
5 林稚松;下一代地铁车辆储能系统的设计[D];北京交通大学;2018年
6 付裕;级联H桥光伏并网逆变器研制[D];南昌大学;2018年
7 李杰浩;新能源汽车动力电池模组并联特性的研究[D];华南理工大学;2018年
8 李德才;电动汽车动力电池分阶段主动均衡控制研究[D];重庆交通大学;2017年
9 潘俊铖;基于粒子滤波的锂电池SOC估算及单体一致性评价研究[D];西南科技大学;2017年
10 张倩;电池柔性成组储能系统监控平台和系统控制[D];北京交通大学;2017年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董云龙;杨勇;田杰;曹冬明;李海英;陆翌;;基于模块化多电平换流器的柔性直流输电动态模拟系统[J];电力系统自动化;2014年11期
2 丛晶;宋坤;鲁海威;高晓峰;肖白;;新能源电力系统中的储能技术研究综述[J];电工电能新技术;2014年03期
3 桑丙玉;陶以彬;郑高;胡金杭;俞斌;;超级电容-蓄电池混合储能拓扑结构和控制策略研究[J];电力系统保护与控制;2014年02期
4 曹剑坤;谢少军;;移相与SHEPWM结合控制的级联型混合非对称三相变流器[J];电工技术学报;2013年12期
5 唐庚;徐政;薛英林;顾益磊;裘鹏;;基于模块化多电平换流器的多端柔性直流输电控制系统设计[J];高电压技术;2013年11期
6 张廷营;;采用STATCOM抑制次同步谐振的理论与仿真研究[J];电网与清洁能源;2013年11期
7 杨波;曾光;钟彦儒;粟忠来;;大容量链式多电平变换器的优化CPS-PWM方法[J];电工技术学报;2013年10期
8 王宝诚;王炜;杜会元;孙孝峰;;一种新颖的单电源级联型多电平逆变器[J];中国电机工程学报;2013年30期
9 汤广福;贺之渊;庞辉;;柔性直流输电工程技术研究、应用及发展[J];电力系统自动化;2013年15期
10 朱岸明;王敏;焦熠琨;龚兴国;余波;尹大千;李龙才;康建国;;大容量SVC在750kV电网中的应用[J];电网与清洁能源;2013年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 吴晋波;飞轮储能技术及其在电力系统控制中的应用研究[D];华中科技大学;2011年
2 任永峰;并网型交流励磁双馈电机风力发电系统研究[D];内蒙古工业大学;2008年
3 许湘莲;基于级联多电平逆变器的STATCOM及其控制策略研究[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵宇;基于电池柔性成组技术的储能变流器研究[D];北京交通大学;2016年
2 王路石;级联型储能变流器的设计与研制[D];北方工业大学;2015年
3 吴伟静;电动汽车锂动力电池分选及成组技术研究[D];吉林大学;2015年
4 耿俊利;级联型多电平逆变器及控制策略研究[D];北京交通大学;2015年
5 褚洪武;基于电池储能三相T型三电平功率转换系统研究[D];东华大学;2015年
6 曹生允;电池储能的两级式功率变换系统研究[D];广西大学;2014年
7 朱明正;T型三电平电池储能功率转换系统控制策略的研究[D];上海交通大学;2014年
8 晁刚;级联H桥储能系统研究与设计[D];上海交通大学;2013年
9 姜君;锂离子电池串并联成组优化研究[D];北京交通大学;2013年
10 杨龙飞;基于T型三电平技术的储能变流器研究[D];北京交通大学;2013年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马志勋;何凤有;王冬冬;邓园;;3H桥级联型多电平逆变器的改进SVPWM方法的研究[J];工矿自动化;2009年04期
2 卢峥;阎德健;朱思国;;级联型H桥多电平逆变器SVPWM控制研究[J];电力电子技术;2012年10期
3 崔春雷;刘伟平;;级联型长周期光纤光栅传输谱的研究[J];半导体光电;2009年06期
4 周京华;汪凡;籍祥;窦伟;陈亚爱;;级联型H桥储能功率变换系统关键控制策略综述[J];电器与能效管理技术;2018年01期
5 陈守雄;;基于DSP的级联型变频器的实现[J];自动化技术与应用;2008年08期
6 刘子建;桂武鸣;;混合级联型多电平逆变器的研究[J];电气传动自动化;2006年05期
7 方陟亨;苏虹;刘鼎;朱思国;;基于滑模变结构整流的回馈级联型逆变器研究[J];电力电子技术;2013年07期
8 刘丹;;级联型高压变频器控制研究[J];制造业自动化;2010年15期
9 陈冬群,钟辉煌,曹胜光,李达,刘车波,刘永贵,张建德;级联型爆磁压缩发生器的等效电路计算[J];强激光与粒子束;2005年05期
10 马春艳;张国荣;王新颖;;级联型H桥多电平变流器在有源电力滤波器中的应用[J];低压电器;2012年23期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 江友华;翁天海;顾胜坚;;倍频SPWM技术在级联型多电平变频器中的应用[A];第九届全国电技术节能学术会议论文集[C];2007年
2 郭奔;朱辉平;李汉莹;;级联型PID系统在加料水分控制上的应用[A];浙江烟草(2012年第3期总第122期)[C];2012年
3 邢洁;同向前;苏杰;郑丁;;级联型STATCOM非线性控制系统的设计与仿真[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
4 熊桥坡;罗安;帅智康;马伏军;黎小聪;刘雷;;级联型SVG直流侧电压稳定控制[A];第七届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集[C];2013年
5 任爱平;肖湘宁;姜旭;;计及开关损耗的级联型逆变器SVPWM信号随机分配方法研究[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
6 孙哲;郭春林;肖湘宁;徐永海;刘颖英;;三单相H桥级联型DVR补偿策略的研究[A];第五届电能质量研讨会论文集[C];2010年
7 霍利杰;丁明进;胡炫;;级联型变频器容错运行控制策略[A];第六届电力工业节能减排学术研讨会论文集[C];2011年
8 徐晨;戴珂;陈晶晶;彭繁;康勇;;基于分散控制的级联型静止同步补偿器直流侧电压均衡控制[A];第二届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2011年
9 曹以龙;江友华;郑昌陆;赵方平;;级联型多电平变频器阶梯波算法的分析和比较[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
10 绳伟辉;干永革;;H桥级联型高压变频器单元旁路技术的研究[A];全国冶金自动化信息网2014年会论文集[C];2014年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 徐兰山 俞慧友;转化的力量[N];科技日报;2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王毅;级联型多电平逆变器的新型拓扑结构与控制方法研究[D];华北电力大学(河北);2005年
2 胡忠军;高频级联型热声系统研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2007年
3 吴凤江;四象限级联型多电平逆变器拓扑及控制策略的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
4 朱思国;级联型逆变器控制方法及其在高压变频领域应用研究[D];湖南大学;2011年
5 刘子建;四象限级联型多电平高压大功率逆变器控制系统研究[D];中南大学;2010年
6 王立乔;错时采样空间矢量调制技术研究[D];浙江大学;2002年
7 季振东;级联型电力电子变压器关键技术研究[D];东南大学;2015年
8 邱楠;量子动态操控[D];清华大学;2013年
9 武琳;级联型电力电子变压器控制策略研究[D];北京交通大学;2014年
10 苗长新;中压级联型多电平STATCOM关键技术研究[D];中国矿业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李凯;H桥级联型储能系统模块化独立控制研究[D];北京交通大学;2018年
2 李赫;级联型H桥多电平有源电力滤波器控制策略研究[D];天津理工大学;2018年
3 籍祥;级联型H桥储能功率转换系统控制策略研究[D];北方工业大学;2017年
4 刘敬珺;H桥级联型多电平逆变器的研究[D];上海交通大学;2011年
5 苏倩;级联型高压变频器及其矢量控制的研究[D];湖南大学;2012年
6 杨向真;级联型中高压变频器控制策略的研究与实现[D];合肥工业大学;2006年
7 郭雪萌;级联型H桥变流器电压均衡控制方法研究[D];燕山大学;2017年
8 鲁志平;单元级联型多电平功率变换技术研究[D];华北电力大学(河北);2004年
9 姚丽娜;基于SVPWM的级联型多电平逆变器的直接转矩控制[D];西安科技大学;2013年
10 吕晓美;H桥级联型高压变频调速系统的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026