电池柔性成组储能系统故障容错控制研究

发布时间：2021-05-21 16:20

　　近些年来,风能、太阳能等新能源发电在我国发电系统中比例逐年上升,储能系统作为一种提高电网能源优化配置的有效手段引起广泛关注。电池柔性成组储能系统因其输出谐波小、模块化程度高、电池容量利用率高,成为近些年电力领域研究热点;与此同时,由于储能系统功率等级高,模块间荷电状态不均衡,系统故障概率相应增大,故障情况复杂。因此,本文以H桥级联型电池柔性成组储能系统为研究对象,围绕子模块故障下的电池柔性成组储能系统的运行特性和故障容错控制技术展开分析讨论。首先,分析了传统电池组存在的问题及原因,阐述柔性成组概念。介绍了电池柔性成组技术特点,分析了柔性成组技术与传统电池成组技术相比所具有的优势。详细阐述了 H桥级联型电池柔性成组储能系统的系统构成及工作原理,基本调制策略,以及电池充放电独立控制、并网控制、死区补偿控制等基本控制策略。其次,针对电池柔性储能系统子模块故障情况,研究故障容错控制策略。阐述了常用的故障检测与故障诊断方法,分析了传统故障容错控制策略及基波相移补偿容错控制的原理及适用范围,并指出其在电池柔性成组储能系统中实现时存在的缺陷;在此基础上,针对电池柔性储能系统不同故障情况,提出两种改进... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 电池柔性成组技术
        1.2.1 传统电池成组存在的问题
        1.2.2 电池柔性成组技术
    1.3 储能变流器研究现状
    1.4 储能变流器容错控制研究现状
    1.5 主要研究内容
2 电池柔性成组储能系统
    2.1 储能系统工作原理及调制策略
        2.1.1 储能系统工作原理
        2.1.2 调制策略
    2.2 并网控制策略
    2.3 电池模块充放电电流独立控制策略
    2.4 死区补偿控制
    2.5 电池柔性成组储能系统基本控制策略仿真
    2.6 小结
3 故障检测及容错控制
    3.1 故障检测及诊断
        3.1.1 子模块故障分析
        3.1.2 故障检测与诊断方法
    3.2 传统故障容错控制策略分析
    3.3 基于基波相移补偿的容错控制
        3.3.1 基波相移补偿原理
        3.3.2 应用分析
    3.4 基波相移补偿控制仿真
    3.5 小结
4 改进型故障容错控制策略
    4.1 三次谐波注入在故障容错中的应用
    4.2 基于相移补偿和三次谐波注入的混合调制故障容错控制
        4.2.1 混合调制工作原理
        4.2.2 三相非对称情况下的三次谐波注入
    4.3 不同故障容错控制策略适用情况分析
    4.4 改进型故障容错控制策略仿真
    4.5 本章小结
5 实验平台及实验结果
    5.1 电池柔性成组储能系统实验平台简介
        5.1.1 平台系统构成
        5.1.2 软件设计
    5.2 储能系统实验波形分析
    5.3 故障容错控制实验波形分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究工作展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]综合能源服务系统结构描述及设计优化[J]. 孙可,段光,李晓春,郑朝明,郑伟民,应雨龙,李菁,郁家麟.  热力发电. 2017(12)
[2]梯次利用动力电池储能的特点及应用展望[J]. 刘颖琦,李苏秀,张雷,王静宇.  科技管理研究. 2017(01)
[3]梯次利用储能电池管理技术与试验应用[J]. 刘璐,李相俊,贾学翠,惠东.  电力建设. 2016(01)
[4]多电平电压源型逆变器的容错技术综述[J]. 徐帅,张建忠.  电工技术学报. 2015(21)
[5]三次谐波注入应用于MMC-HVDC的研究[J]. 秦桑.  浙江电力. 2015(07)
[6]微电网储能技术研究综述[J]. 陈庆雯,李婷,黄淳,白凡,张珂伟.  科技视界. 2014(19)
[7]用于储能系统的梯次利用锂电池组均衡策略设计[J]. 马泽宇,姜久春,文锋,郑林锋,郭宏榆,时玮.  电力系统自动化. 2014(03)
[8]一种双向储能变流器并网控制策略研究[J]. 卢胜利,鞠文耀,贾中璐.  电力电子技术. 2013(06)
[9]储能技术发展概况研究[J]. 陈玉和.  能源研究与信息. 2012(03)
[10]大规模电池储能系统PCS拓扑结构分析[J]. 谢志佳,马会萌,靳文涛.  电力建设. 2012(08)

博士论文
[1]基于H桥拓扑的级联多电平变流器若干关键技术研究[D]. 王跃.浙江大学 2016
[2]我国新能源储能技术创新能力提升研究[D]. 陈杰.中南大学 2013
[3]中国综合能源市场体系建设研究[D]. 蒋国旗.中共中央党校 2013
[4]新型多电平逆变器组合拓扑结构和多电平逆变器的容错技术[D]. 陈阿莲.浙江大学 2005

硕士论文
[1]基于混合储能的光伏发电并网控制策略研究[D]. 黄文俊.东华理工大学 2017
[2]子模块故障下的MMC控制策略研究[D]. 武文.北京交通大学 2017
[3]储能变流器在可再生能源发电中的应用研究[D]. 华啸秋.东南大学 2016
[4]模块化多电平换流器故障容错控制策略研究与装置研制[D]. 杨浩.湖南大学 2016
[5]基于电池柔性成组技术的储能变流器研究[D]. 赵宇.北京交通大学 2016
[6]级联型储能变流器的设计与研制[D]. 王路石.北方工业大学 2015
[7]三电平逆变器故障诊断与容错控制研究[D]. 王真.中国矿业大学 2015
[8]基于不同模型下的蓄电池储能系统仿真研究[D]. 梁涛.重庆大学 2015
[9]基于数字控制的双向DC/DC储能变流器的研究[D]. 杨娟.华北电力大学（北京） 2011
[10]电梯专用永磁同步电机变频器的设计研究[D]. 郭永林.天津大学 2006



本文编号：3200014