并网型储能系统充放电仿真分析

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1、第39卷第2期四川电力技术Vo1．39，No．22016年4月SichuanElectricPowerTechnologyApr．。2016并网型储能系统充放电仿真分析徐新泉，徐立亮。胡仁祥。张毅，王明慧，赵亚楠(国网吐鲁番供电公司，新疆吐鲁番838000)摘要：储能系统被广泛应用于风电、光伏等间歇性新能源发电中平抑出力波动。针对新能源系统充放电对储能系统控制单元稳定运行的要求，搭建了一种基于DC／AC变换器和双向半桥DC／DC变换器的控制系统。首先采用状态空间法建立了储能系统充放电控制的数学模型，然后基于此数学模型，详细分析

2、了该控制器的工作原理及电流闭环反馈的控制方法，最后在Maflab仿真系统中验证了理论分析的正确性。关键词：储能系统；闭环反馈控制；状态空间法Abstract：Energystoragesystemsarewidelyusedinpowergenerationbytheintermittentnewenergysourcessuchaswindpower，photovohaieetctosmooththeoutputfluctuations．Aimingattherequirementsforstableoperationofc

3、ontrolunitinen—ergystoragesystembythecharginganddischargingofnewenergysystem，thecontrolsystembasedonDC／ACconve~erandtwo—wayhalfbridgeDC／DCconve~erisproposed．Themathematicalmodeltocontrolcharginganddischargingofenergystorageisestablishedwithstatespacemethod．Andthenth

4、eworkingprincipleofthecontrollerandthecontrolmethodofcur-rentclosed～loopfeedbackareanalyzedindetailbasedontheproposedmathematicalmode1．Finally，thecorrectnessofthetheoreticalanalysisisverifiedinMatlabsimulation．Keywords：energystoragesystem；closed—loopfeedbackcontrol；

5、statespacemethod中图分类号：TM614文献标志码：A文章编号：1003—6954(2016)02—0084—04分析了基于储能系统的斩波器充、放电的基本工作0引言原理，建立了斩波器的数学模型，并设计了电流闭环控制策略。随着电力电子技术的飞速发展以及风电等间歇性能源大力并网的需求，储能系统以其较强的灵活1储能系统拓扑结构图性等优点逐渐被应用到电力系统中。随着储能技术的不断成熟，大规模的风电、光伏等清洁能源完成了将储能系统和PCS通过组合可以控制储能系友好并网。目前储能系统主要可以通过以下两种方统的充放电。该控制系

6、统由变流器和两相限斩波器式接人电网中：1)直接通过双向AC／DC变换器接组成。储能系统接人电网结构图如图1所示j，图人电网；2)通过AC／DC和双向DC／DC两级变换器中、、分别是电网三相电压，VSC由交替导接人电网J。文献[3—5]采用状态空间平均法通的6个桥臂管构成，斩波器由2个IGBT管构成。建立了超导储能系统用斩波器充放电的数学模型，1．1DC／AC变流器并搭建了试验系统，但没有考虑充放电时交流侧功在储能系统中DC／AC变流器采用三相电压型率因数的变化，在实际运用中有一定的局限性。下PWM模型，其拓扑结构如图2所示。通

7、过PWM在面将结合充放电时交流侧功率因数的变化情况，进逆变与整流两种工作状态之间的切换实现储能系统行储能系统的充放电控制研究。的充放电。当变流器工作在逆变状态时，储能系统储能系统通过能量转换系统(powerconversion向电网提供能量；变流器工作于整流状态时，储能系system，PCS)接人到配电网中，PCS可以实现电网与统从电网吸收能量。对于DC／AC变流器采用外环储能系统之间的能量转换，从而可以达到储能系统电压内环电流的双闭环控制模式，外环电压控制环充放电的目的。下面对能量转换系统进行了研究，主要用于直流电压的控制，

8、内环电流环对电流变化．84．第39卷第2期四川电力技术Vo1．39-No．22016年4月SichuanElectricPowerTechnologyApr．。2016卜———V——铅酸卜——八，——AC／DCDC／DC储能———V——I系统1．门3广5．门I+_Tl-7丫~