基于混合调制技术H桥级联PCS的研究.pdf

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1、第50卷第3期电力电子技术Vo1．50，No．32016年3月PowerElectronicsMarch2016基于混合调制技术H桥级联PCS的研究杨二林，付超，孙玉巍，石新春(新能源电力系统国家重点实验室，华北电力大学，河北保定071003)摘要：针对应用于中压储能系统的H桥级联功率调节系统(PCS)提出了一种混合脉宽调制(PWM)方法。该调制方法综合高频PWM技术和最近电平逼近(NLM)技术的优点，在保证较高质量多电平输出波形的同时可降低功率器件开关频率，有利于降低开关损耗。此外。根据电压排序进行各功率单元工作模式的选择，可以调整各功率单元储能电池的充放电状态，控制简单。容易实

2、现。在此详细分析了混合PWM技术的工作原理及实现方法．搭建了5级H桥级联PCS储能系统实验平台，实验结果表明所提调制方法及均衡控制能实现良好的交流多电平输出波形和储能电池的均衡控制。具有一定的工程应用价值。关键词：功率调节系统：混合脉宽调制；均衡控制中图分类号：U223．5+3文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2016)03—0010—03ResearchontheCascadedH-bridgePCSBasedonHybridModulationYANGEr．1in，FUChao，SUNYu．wei，SHIXin—chun(StateKeyLaboratoryofAlt

3、emateElectricalPowerSystemWithRenewableEnergySources，NorthChinaElectricPowerUnwemi~，Baoding071003，China)Abstract：Ahybridpulsewidthmodulation(PWM)methodisproposed，whichisaimedatcascadedH—bridgepowerconditionsystem(PCS)energystoragesystemsusedinthemediumvoltagefield．AdvantagesofthehighfrequencyP

4、WMandthoseofthenearestlevelmodulation(NLM)arecombinedinthismethodandonthepremiseofguaranteeingthequali~ofmulti-leveloutputwaveforms，thismethodcanreducefrequencyofswitchdevices，whichishelpfultore—duceswitchingloss．Experimentshowthatthemodulationmethodandthebalancecontrolattaingoodquali~ofmulti—

5、levelalternatingCUlTentvokageandrealizeenergystoragebattery’Sbalancedcontrol，whichhassignificantsuperiorly．Keywords：powerconditioningsystem；hybridpulsewidthmodulation；balancedcontrolFoundationProject：SupposedbyNationalScienceandTechnologySuppoaPlan(No．2013BAG24B02)；ScienceandTechnologyProjects

6、ofStateGridCorporation(No．DG71—15-039)l引言态确定各功率单元的工作模式，以实现电池的充放电管理和电池均衡控制。此处详细给出了混合近年来，电池储能系统(BESS)成为电力系统PWM及均衡控制的具体实现方法．并基于数字信解决风力发电、光伏等可再生能源并网相关问题号处理器(DSP)+现场可编程门阵列(FPGA)控制的重要技术手段之一。基于H桥级联拓扑的BESS器搭建了实验平台，验证了所提调制策略的有效并网PCS，在中高压大功率场合备受青睐『1_。性和实用性。多电平调制技术是H桥级联PCS的关键技术，对其多电平交流输出波形质量具有重要意义。2工作原理这

7、里针对级联H桥PCS．采用综合了PWM和2．1电路拓扑与工作原理NLM优点的混合PWM技术，在保证输出波形质这里采用单相级联H桥PCS储能系统电路量的同时可降低系统开关损耗。拓扑，见图1。该拓扑由H桥级联组成，每个H桥这里在混合PWM的基础上。根据电池端压状由4个功率器件和1个电容组成。直流侧电容主要抑制由功率器件开关引起的纹波电压和流入储能装置(电池)的浪涌电流。由KVL原理可得：基金项目：国家科技支撑计划(2013BAG24BO2)；国家电网Ⅳ公司科技项目(DG7