电池储能功率转换系统关键技术研究

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目前我国电网系统广泛采用集中供电方式,发电设施与负荷中心在空间上往往存在较大距离,电能需求与供给曲线在时间上也往往不能吻合。这种电能供需在时间和空间上的不均衡问题,影响了电网的正常运行,降低了发电、输电、配电设备的利用率。建设大容量储能系统进行电力调峰和电能质量优化,从电网侧看,可以起到能量缓冲的作用,有利于减少在电力系统热备用机组上的投资,节省建设成本、提高输配电能力和效率、优化配置电力资源;有利于实现电能的供给曲线对需求曲线的跟踪,在时间上做到负荷的均衡化,确保电力系统的稳定性和可靠性、提高电能质量。从用户侧看,有利于提供低谐波优质电能,满足敏感用电设备对电能质量较高的要求:电压稳定、频率稳定、无浪涌、无尖峰和谐波干扰。同时,电力储能装置可以在可再生能源发电装置与电网之间起到能量缓冲与调节的作用,降低其并网发电的难度,提高可再生能源的利用率,有助于分布式发电的发展,从而避免目前集中式供电在空间上的不均衡。   电池储能系统无运动部件、对场地无特殊要求、动态特性好,适合应用于风光功率波动平滑、城网调频调峰以及重要负荷应急保障等供电场合。   本文第一章综述了电池储能系统的主要技术架构、电池载体类型、用于储能电池载体与电网交互的电力电子变流器主要电路拓扑和控制策略。   第二章研究了三相两电平电池储能功率转换系统的数学模型和空间矢量控制算法,比较了网侧电压不平衡状态下不同电流控制目标的特点。   第三章研究了适合高压接入的链式电池储能变流器的控制策略。   第四章研究了链式电池储能变流器的电池荷电状态均衡策略。   第五章研究了链式电池储能变流器的调制技术和故障保护策略。   第六章全面总结出站报告的技术内容,并展望了未来继续研究的方向。
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