电池储能型模块化多电平变换器（MMC-BESS）容错运行研究

发布时间：2021-04-19 20:08

　　电池储能系统能够削峰填谷、平滑新能源功率波动、提升电力系统稳定性;其中功率转换系统（PCS）是电池储能系统与电网进行功率交换的关键组成部分。当将模块化多电平变换器应用于PCS组成电池储能型模块化多电平变换器（MMC-BE SS）时,其具有结构模块化、电池分布式化等特点。为提升MMC-BESS可靠性,利用其模块化特性对其子模块容错运行和子模块电池侧容错运行进行研究。基于MMC-BESS的拓扑结构和工作原理分析,得到其直流侧等效模型和交流侧等效模型;介绍了载波移相调制策略及其在子模块热备用下的实现方法;对功率、子模块电容电压、环流和电池荷电状态（SOC）均衡等控制策略进行分析,并搭建仿真模型对相关调制和控制策略进行验证。针对MMC-BESS子模块容错运行,采用开关函数模型对其机理进行分析,得出当上、下桥臂的子模块故障率不同时,会导致基频环流的产生;且基频环流的有功分量与上、下桥臂子模块故障率差值相关。为了保证系统在子模块容错运行时外特性不变,本文提出通过对基频环流的给定值进行调整实现控制基频环流在MMC-BESS三相内部流动的控制策略;由于子模块容错运行时各桥臂子模块数量不再一致,在此对原... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 MMC-BESS工作原理及控制
    2.1 MMC-BESS基本原理
    2.2 MMC-BESS调制与控制策略
    2.3 仿真结果及分析
    2.4 本章小结
3 MMC-BESS子模块容错运行研究
    3.1 子模块容错运行特性研究
    3.2 子模块容错运行控制策略研究
    3.3 子模块容错运行应力研究
    3.4 仿真结果
    3.5 本章小结
4 MMC-BESS子模块电池侧容错能力研究
    4.1 子模块电池侧故障方式
    4.2 电池侧对称故障时的容错能力研究
    4.3 电池侧不对称故障时的容错能力研究
    4.4 仿真结果
    4.5 本章小结
5 实验验证
    5.1 实验平台介绍
    5.2 实验结果及分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表论文和参与科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国“三北”地区弃风弃光原因分析[J]. 范高锋,张楠,梁志锋,王靖然.  华北电力技术. 2016(12)
[2]模块化多电平变换器上、下桥臂不对称运行环流重复控制[J]. 李凯,赵争鸣,袁立强.  电工技术学报. 2016(20)
[3]考虑内部动态特性的模块化多电平换流器小信号模型[J]. 李探,Aniruddha M.Gole,赵成勇.  中国电机工程学报. 2016(11)
[4]交直流混合微网中双向接口变换器控制综述[J]. 王晓声,孙凯,李运帷.  电源学报. 2016(02)
[5]模块化多电平变换器模型及稳态特性研究[J]. 彭浩,邓焰,王莹,王昆,何湘宁,赵荣祥.  电工技术学报. 2015(12)
[6]模块化多电平换流器的容错控制策略[J]. 江丽丽,马文忠,李林欢,孙添添,王树坤.  电网技术. 2014(09)
[7]MMC-HVDC换流器阻抗频率特性分析[J]. 薛英林,徐政,张哲任,唐庚,许烽.  中国电机工程学报. 2014(24)
[8]模块化多电平换流器子模块故障冗余容错控制策略[J]. 胡鹏飞,江道灼,周月宾,林志勇,梁一桥,郭捷.  电力系统自动化. 2013(15)
[9]智能电网中储能技术应用规划及其效益评估方法综述[J]. 王承民,孙伟卿,衣涛,颜志敏,张焰.  中国电机工程学报. 2013(07)
[10]大规模储能技术在电力系统中的应用前景分析[J]. 国家电网公司"电网新技术前景研究"项目咨询组,王松岑,来小康,程时杰.  电力系统自动化. 2013(01)

博士论文
[1]应用于电池储能系统中的AC/DC矩阵变换器研究[D]. 冯波.华中科技大学 2016

硕士论文
[1]模块化多电平变换器的控制策略研究[D]. 张明.浙江大学 2014



本文编号：3148224