LCL滤波器下的50kW双向储能变流器控制策略

"本文主要研究了基于LCL滤波器的双向储能变流器，旨在提升中大型功率并网系统的效率和稳定性。LCL滤波器因其在保持良好滤波效果的同时，能减少电感量，降低成本和体积，而在中大功率应用中具有显著优势。然而，LCL滤波器的谐振峰问题可能导致系统不稳定。为解决这个问题，文章提出了一种电容电流内环、并网电流外环的双环控制策略。该策略详细讨论了主电路参数设计、控制器参数设计和性能分析，提供了一种先内环后外环的参数设定方法。通过构建50 kW的双向储能变流器样机进行实验验证，结果显示该控制策略能够确保LCL滤波器稳定工作，同时有效降低并网电流的谐波含量。此外，文章还介绍了锌溴液流电池作为储能元件的特点和充放电参数，强调了其在大规模储能系统中的扩展性和可靠性。" 在双向储能变流器领域，LCL滤波器的应用是一个重要的研究方向。由于LCL滤波器具有较小的总电感量，它能改善电流动态性能，减少设备尺寸和重量。然而，其高频谐振特性可能导致系统稳定性问题。针对这一挑战，本文提出了一种创新的控制策略。该策略利用电容电流内环控制来抑制谐振，通过并网电流外环控制优化整体并网性能，从而确保整个系统的稳定性和谐波抑制效果。 具体实施中，首先需要进行主电路参数设计，这包括选择合适的电感、电容和电阻值，以满足滤波要求并避免谐振峰。其次，控制器参数设计是关键，内环控制负责快速响应电容电流，而外环控制则确保并网电流的平稳和低谐波。内外环的参数设定顺序是先内环后外环，这样可以确保整个系统的动态响应和稳态性能。 实验部分，通过搭建50 kW的双向储能变流器样机，实际验证了提出的控制策略。实验结果表明，采用该策略的LCL滤波器不仅稳定工作，还能显著减少并网电流的谐波含量，进一步证实了该方法的有效性和实用性。 此外，文中还提及锌溴液流电池作为储能元件，具有可扩展性强、一致性好和可靠性高的特点。这种电池系统可以根据需求扩展到更大容量，如500kW·h或1MW·h的子单元，甚至更大型的40MW·h系统，为大规模储能应用提供了可能。 本文的研究为LCL滤波器在双向储能变流器中的应用提供了新的解决方案，对于提升可再生能源并网系统的性能和稳定性具有重要意义。同时，锌溴液流电池的特性也为其在大规模储能系统中的应用提供了理论支持。