電池儲能系統(tǒng)并網變換器的研究與設計.pdf

1、隨著化石能源危機和環(huán)境問題的加劇，近年來，國家大力發(fā)展風電、太陽能等綠色新能源發(fā)電系統(tǒng)。以風電為主的大規(guī)模間歇式電能接入電網，其功率波動大，將為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來嚴重的問題。在風電場配置大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)將有效的抑制功率波動，是提高風電等間歇式電能接入電網穩(wěn)定性的有效方法。因此，對風電場電池儲能系統(tǒng)的研究成為熱點。本文就電池儲能系統(tǒng)中最關鍵部分：電池儲能系統(tǒng)并網變換器進行研究分析。
　　在分析了風電場中電池儲能系統(tǒng)并網變換器

2、的功能需求的基礎上，首先，建立起基于三相電壓型 PWM整流器的主電路拓撲結構，確立了系統(tǒng)整體設計方案。分別在三相靜止坐標系和兩相同步旋轉坐標系下建立了并網變換器的數(shù)學模型。并針對并網關鍵技術：三相鎖相環(huán)，提出了一種三相軟件鎖相環(huán)的控制器參數(shù)設計方法。分析了電壓空間矢量（SVPWM）調制技術及其在并網變換器中的實現(xiàn)方法。
　　其次，在控制器設計中采用電流前饋解耦控制策略對變換器有功無功進行獨立控制，并針對變換器直流電壓恒壓整流、直流

3、電流恒流整流的不同工作模式設計了基于PI調節(jié)器的雙環(huán)控制系統(tǒng)，滿足電池組充電需求。同時針對變換器逆變并網模式設計基于電網電壓矢量定向的直接電流閉環(huán)的PQ控制系統(tǒng)，滿足電網對有功無功獨立調度的需求。并在MATLAB下進行建模仿真，仿真結果驗證了控制電池儲能系統(tǒng)并網變換器控制器設計的可行性。
　　然后，針對風電場的特殊應用場合，設計出一臺容量為1kVA的實驗樣機，主要包括主功率電路設計、硬件電路設計以及基于DSP的系統(tǒng)軟件設計。在樣機