用于光伏电站的组合级联式电池储能系统的控制研究

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1、学校代码：密级：公开硕士学位用于光伏电站的组合级联式电池储能系统的控制研究作者姓名艾洪克学科专业电气工程指导教师吴俊勇培养电气工硕士学位论文用于光伏电站的组合级联式电池储能系统的控制研究作者：艾洪克导师：吴俊勇北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权

2、说明）学位论文作者签名导师签名：签字日期年月日签字日期年月孑日学校代码：密级：公幵北京交通大学硕士学位论文用于光伏电站的组合级联式电池储能系统的控制研究作者姓名：艾洪克学号：导师姓名：吴俊勇职称：教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：电气工程研究方向：电力系统及其自动化北京交通大学年月致谢时光荏苒，岁月如梭。转眼间，三年的研究生生活即将结束，站在毕业的门槛上回首往昔，奋斗和辛劳成为丝丝的记忆，甜美与欢笑也都尘埃落定。北京交通大学以其优良的学习风气、严谨的科研氛围教我求学，博大包容的情怀胸襟、浪漫充实的校园生活育我成人。时至今日，心

3、存感激，铭诸肺腑。本论文的研究工作是在导师吴俊勇教授的悉心指导下完成的。吴老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的崇高风范，平易近人的人格魅力对本人影响深远。三年来，吴老师给予我孜孜不倦的教诲，为我提供参与科研项目的机会，进行学术交流和锻炼的机会，我在浩瀚学海中的每一步成长，每一点成绩都凝聚着他的心血。从论文的选题、撰写到修改，吴老师高屋建瓴的见解令我深受启发。吴老师乐观豁达的人生态度，坚韧果敢的探索精神，都深深感染着我，让我在面对困难和挫折时，能够鼓起勇气继续前行。谨向我的导师

4、吴俊勇教授表示衷心的感谢和诚挚的敬意！离校日期已日趋渐进，毕业论文的完成也随之进入了尾声。从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着郝亮亮老师的心血和汗水。我很庆幸遇到郝老师，无论在学习上、生活上，还是工作上，都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在一个充满温馨的环境中度过三年的学习生活。感恩之情难以用言语量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。在此，向郝老师致以深深的谢意！在此我向北京交通大学电气工程专业的所有老师表示衷心的感谢，谢谢你们三年的辛勤栽培；感谢实验室的宋洪磊师兄、张广韬师兄、苗青师姐在学习和撰写论文期间的无私帮助

5、，感谢周艳真、王晨、陈占峰等同学对论文提出的宝贵意见，感谢课题组的熊飞、田明杰、王健等师弟师妹对我的热情帮助与支持，在此一并向他们表达我的感激之情。最后感谢蒋小超对我学习和生活的关心和照顾，感谢我的家人，感谢远在家乡的他们，对我无微不至的关怀和无时不刻的牵挂，感谢他们对我人生中每一个重大决定的理解和支持。在未来的日子里，我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的期望！在此，祝愿他们身体健康，心情偷悦！摘要摘要摘要近年来，全球电力需求不断增长，传统石化资源日渐消减，新能源技术得到了快速发展和应用。然而，分布式能源并网给电力系统的稳定性和

6、可控性带来了极大的挑战。储能系统为解决这一问题提供了新的技术和手段。基于电池储能的组合级联式功率转换系统是静止同步补偿器与电池能量管理系统相结合的综合补偿装置，具备有功和无功功率四象限调节能力，是解决分布式能源并网问题的理想方案。本文依托北京市科技计划项目“光伏并网用统一功率控制装备及直流微网技术研究与示范应用（”，在分析拓扑结构及特点的基础上，结合光伏发电并网要求，提出内在电池自均衡控制以及对光伏电站有功与无功综合协调补偿的复合功率控制策略，主要内容如下：首先，详细介绍电池储能系统模型，釆用基于锂电池储能的组合级联式功率转换结构分析

7、其组合级联式变换器的基本工作原理、控制方式和功率传输特性，结合实际工程数据，选取电池储能系统的主电路的拓扑结构及主要参数。根据组合级联式电池储能系统的运行要求，设计解耦控制策略实现其四象限运行特性，使其能够工作在和两种模式下。其次，针对级联式结构中存在的电池组间荷电状态（，不均衡问题，提出两种自均衡控制策略：（基于重心偏移的两级均衡法基于特征谐波消除的差异化充放电方法。对比分析两种均衡控制策略的优缺点，并给出自均衡控制启动或退出的条件和步骤。通过理论推导和仿真验证，分别比较传统移相控制和两种电池自均衡控制的谐波性能。最后，提出对光伏电

8、站有功与无功综合补偿的复合功率协调控制策略。此复合控制策略兼顾对电池组进行保护，提高电池组有效利用率，避免电池频繁充放电；结合光伏电站的输出有功功率平滑和低电压穿越能力需求来确定的输出参考值，使能够对光伏发电的输出进行有