超级电容和蓄电池混合储能系统的THIPWM算法研究.pdf

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1、第42卷第3期电力系统保护与控制Vo1．42NO．32014年2月1日PowerSystemProtectionandControlFeb．1，2014超级电容和蓄电池混合储能系统的T⋯PWM算法研究陈珊珊，马建伟(河南科技大学电子信息工程学院，河南洛阳471023)摘要：针对超级电容和蓄电池混合储能系统的动态性能较差，输出交流电压波形失真严重的问题，提出了一种采用三倍频谱波注入的脉宽调制(THIPWM)法利用三电平逆变器的优良性能改善系统的动态性能，对蓄电池和超级电容两端直流输出电压电流、直流侧总电流进行采样，解决三电平逆变器中性线电压

2、不平衡的问题，实现了超级电容与蓄电池在运行过程中的平滑控制，减少了最终输出波形的畸变指数。用Mat1ab搭建出仿真模型，证明所提出的含三电平逆变器的拓扑结构及其控制算法的实用性和正确性。关键词：谐波；微电网；三电平逆变器；混合储能；电压不平衡；THIPWMResearchofsupercapacitorandbatteryhybridenergystoragesystemwiththeTHIPWMCHENShan—shan．MAJian—wei(SchoolofElectronicandInformationEngineering，Hen

3、anUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471023，China)Abstract：ItisconsideredthatthedynamicperformanceofsupercapacitorandbatteryhybridenergystoragesystemispoorandtheoutputwaveformofACvokagedistortsseriously．ThethirdharmonicinjectionPWM(THIPWM)withthethree-levelinverter,w

4、hichhasanexcellentperformancetoimprovethedynamicperformanceofthesupercapacitorandbattery,gathersinformationfromendsoftheDCoutputvoltageorcurrentandthetotalcurrentoftheDCsidetosolvetheproblemofunbalancedneutrallinevoltageofthree-levelinvertetItalsokeepssupercapacitorandbat

5、terycontrolledsmoothlyduringtheoperation．andreducesthefinaloutputwaveformdistortionindex．TheMatlabsimulationmodelisestablishedandtheresultsverifythepracticalityandcorrectnessofthethree—levelinvertertopologyanditscontrolalgorithm．Keywords：harmonic；microgrid；three-levelinve

6、rter；hybridenergystorage；voltageunbalance；THIPWM中图分类号：TM615文献标识码：A文章编号：1674—3415(2014)03一ol11—05时，它们的直流电压利用率很低，且输出电压存在0引言较大波动，而THIPWM构成相电压调制波，可随着微网技术的发展，单一储能装置已经不能有效地提高直流电压的利用率，减小输出电压波满足用户的需求，混合储能将会成为今后研究的热动，】。三次谐波注入的脉宽调~(THIPWM)法，是点【I～l。而电力电子技术的快速发展，使多电平逆变在相电压正弦调制波中叠加适当大

7、小的3的整数倍器获得更高的功率密度、更高的效率、更高的静态次谐波，经过调制后逆变器输出相电压中包含的这和动态性能。些谐波成分，它们的相位相同，故在合成线电压时，混合储能系统控制要求很高，既要保证微网两各相电压中的三次谐波成分相互抵消，线电压仍为种模式下的稳定运行，又要保证两种储能装置的平正弦波[5-6,11-12J，因此克服了传统谐波注入时谐波成滑控制，因此经常出现电压波形失真、动态性能较分残留在PWM波中，-降低谐波品质的问题。差的问题。基于此本文提出了一种三倍频谱波注入本文对蓄电池和超级电容两端直流输出电压电的脉宽调制(THIPWM)

8、法【曲]，同时在电路使用三电流、直流侧总电流进行采样，孤网模式下使用U／F平逆变器代替传统的Dc／Ac变流器，进一步改善控制，并网模式下使用Q控制，计算出控制PWM系统的性能指标和输出电压波形