级联双极型电池储能系统设计与控制策略

"级联双极型大容量电池储能系统及其控制策略" 本文主要探讨了一种应用于高电压、大容量储能场景的级联双级型电池储能系统，该系统旨在解决多储能单元级联中可能出现的能量控制复杂性、电池荷电状态（SOC）均衡以及直流电流波动等问题。该系统采用了模块化多电平级联结构，由AC/DC和DC/DC两级变换器组成，具备结构紧凑、高可靠性和简单的能量控制特点。 首先，系统结构包括AC/DC变换器和DC/DC变换器，两者都基于模块化多电平变换器（MMC）设计，这种设计允许储能系统直接连接到中、高压母线，减少了能量传输的中间环节。由于储能单元与MMC独立，因此在对称运行条件下，可以实现功率解耦，简化了能量管理。 在电池管理方面，文章提出了多电池组的荷电状态均衡策略。通过对每个电池组的SOC进行实时监测和调整，有效防止电池过充或过放，延长电池寿命，确保整个储能系统的稳定运行。这通常涉及到复杂的控制算法，以确保所有电池单元在工作过程中保持相对一致的状态。 针对储能系统在不对称运行条件下出现的直流电流波动问题，文中提出了一种前馈控制策略。这种策略通过预测和补偿电流波动，降低了直流侧的电流波动，提高了系统稳定性。前馈控制是一种预测性控制方法，能够快速响应系统的动态变化，从而减小误差。 为了验证所提出的系统结构和控制策略的有效性，作者基于实时数字仿真系统（RTDS）进行了数字-物理闭环仿真。通过仿真结果，证明了级联双极型BESS的设计和控制策略在实际应用中的可行性。 总结来说，本文介绍的级联双极型电池储能系统采用创新的模块化多电平变换器结构，结合智能的SOC均衡策略和直流波动抑制前馈控制，为大容量储能提供了高效的解决方案，尤其适用于应对新能源发电的不稳定性问题，提高微电网的供电质量和可靠性。同时，该系统设计考虑了经济性和实用性，有助于降低储能系统的综合成本，进一步推动大容量电池储能技术在电力系统中的广泛应用。