对称及不对称电网故障下的电池储能系统低电压穿越控制策略.pdf

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1、第41卷第10期电力系统保护与控制Vo1．41NO．102013年5月16日PowerSystemProtectionandControlMay16，2013对称及不对称电网故障下的电池储能系统低电压穿越控制策略侯桂欣，刘其辉，谢孟丽(华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京102206)摘要：为了兼顾储能系统(EnergystorageSystem，ESS)对称及不对称电压故障时低电压穿越(LowVo1tageRideThrough，LVRT)需要，针对目前其PCS控制的一些不足，重点研究了其实现LVRT的控制方法。建立了PCS的正、负序复合数学模型，设计了双d-q

2、不平衡控制策略实现正、负序电流的有效控制。在此基础上，通过指令切换来实现LVRT过程中的有功、无功电流的分配与限制。并用PSCAD对一84kw的电池储能系统进行了仿真，仿真结果表明所建立的正负序复合模型以及控制方法能够满足电网电压对称及不对称故障时的LVRT要求。关键词：电池储能系统；PCS；正负序复合模型；低电压穿越TheLVRToftheBESSunderbothbalanceandunbalancegridfaultHOUGui-xin，LIUQi—hui，XIEMeng-li(StateKeyLaboratoryofAltemateElectricalPowerSy

3、s~mwithRenewableEnergySources，NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206，China)Abstract：Inordertomeettherequirementoflowvoltageridethrough(LVRT)inthesitumionofboththebalanceandunbalancevoltagefaultintheenergystoragesystem(ESS)，consideringtheshortageofpowerconversionsystem(PCS)，theLVRT

4、controlmethodsarestudied，apositive-negativesequencecompositemathematicalmodelisbuilt，adoubled-qunbalancecontrolstrategyisdesignedandthepositive·negativesequencecurrentiscontrolledefectively．Basedonthat，thea~iveandreactivecurrentduringtheLVRTisdistributedandlimitedthroughreferenceswitching．

5、Atlastsimulationofabatterymodule(84kW)inthecaseofgridfaultbasedonthePSCADisconducted，andtheresultsshoWthatthemathematicalmodelbuiltandthecontrolmethodstudiedcanmeettheneedsoftheLVTRunderbothbalanceandunbalancegridfault．ThisworkissupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．5080701

6、2)．Keywords：BESS；PCS；posRive—negativesequencecompositemathematicalmodel；LVRT中图分类号：TM71文献标识码：A文章编号：1674．3415(2013)10．0062—06电力电子功率变换系统(PowerConversion0引言System，PCS)是实现BESS与电网能量变换与控制近年来随着智能电网、新能源发电、电动汽车的核心，对BESS性能起着至关重要的作用J。然等技术的不断发展，储能系统(EnergyStorage而电网故障时，PCS将不能正常工作，BESS的性System，ESS)应用的研究

7、日渐深入lJJ。目前得到研能也将受到影响，严重时甚至会损坏变流器器件，究和应用的电力储能方式有很多，主要包括电池储影响电池寿命。因此对PCS低电压穿越(LowVoltage能，抽水储能，飞轮储能，超导储能，压缩空气储Ride—Though．LVRT)研究的重要性也日益突出。能等。其中电池储能系统(BatteryEnergyStorage目前，PCS变流器的控制方法有很多【9。文System，BESS)应用以历史悠久，技术成熟，模块献[101在背靠背的双变流器之间增加了DC—DC斩化好【4J等优点，广泛应用于电力系统