微电网大功率储能变流器的研究
用于微电网的储能变流器控制策略综述
用于微电网的储能变流器控制策略综述发布时间：2022-04-19T10:30:50.487Z 来源：《中国电力企业管理》2022年1月作者：杨松涛张洋李洋洋[导读] 近年来，社会进步迅速，我国的综合国力的发展也有了提高。
微电网的储能变流器采取灵活的控制策略，将各种能源转化后供给有需求的负荷，使微电网既能作为一个可控整体单元进行并网运行，又能独立运行，其控制策略对于微电网安全稳定运行尤为重要，因此，受到业内的广泛关注和研究，并取得大量研究成果。
天津瑞能电气有限公司杨松涛张洋李洋洋天津市 300380摘要：近年来，社会进步迅速，我国的综合国力的发展也有了提高。
微电网的储能变流器采取灵活的控制策略，将各种能源转化后供给有需求的负荷，使微电网既能作为一个可控整体单元进行并网运行，又能独立运行，其控制策略对于微电网安全稳定运行尤为重要，因此，受到业内的广泛关注和研究，并取得大量研究成果。
在前人研究的基础上，对储能变流器各工作模式下的控制策略进行分析和归类，并对各控制策略优缺点进行总结，同时列出目前微电网系统及储能变流器应用中有待研究解决的问题，为应用于微电网的储能变流器控制策略的应用和深入研究提供参考。
关键词：微电网；储能变流器；控制策略综述引言微电网电能质量问题是目前学术界微电网研究的主要课题之一，保证微电网的电能质量才能满足对微电网内敏感负荷的供电需求;微电网功率不平衡产生的扰动、谐波电流超过允许值、频率波动过大且恢复较慢等情况必然对与其连接的配电网的不利影响，保证微电网的电能质量能防止产生这些影响;微电网内微电源种类多，其容量大小不同，特性不同，分布位置可能分散，都给保证微电网电能质量带来一定的困难，采取措施提高微电网的电能质量也有利于对微电源产生电能的充分利用，即提高对微电源的利用率。
1用于微电网的PCS控制策略分类根据实际应用场合及功能需求，不同的储能系统采用的PCS结构不尽相同，若根据输出电平数量，一般可分为两电平、三电平和多电平等结构；若根据变换环节数量，可分为单级式、双级式等结构。
储能变流器平滑切换的研究
储能变流器平滑切换的研究张飞;万乐斐;刘亚【摘要】由清洁能源(如太阳能、风能等)组成的可控制负荷微电网系统发展迅速,极大提高了传统供电网络的可靠性.储能变流系统是微电网系统中能量变换的关键系统,是微电网实现"削峰填谷,调剂余缺"的核心.研究储能变流器技术对实现微电网离并网运行及状态平稳切换具有实际意义.现场调研了风电厂光伏发电厂,对储能变流器平滑切换进行了研究.在分析储能变流器拓扑结构的基础上,分别建立三相储能变流器不同运行状态的数学模型.采用双环控制结构,具体分析储能变流器离并网切换过程电压、电流畸变的原因.在切换过程中,采用共电流环控制方式降低电压电流畸变.对储能变流器平滑切换的仿真结果表明,该系统可以实现不同调制模式间的平滑过渡.%The load controllable micro -grid system which consists of clean energy, such as solar and wind energy, has been developing rapidly;this greatly improves the reliability of the traditional power supply network. Energy storage converter system is the key system of energy transformation in the micro-grid system;it is the core for micro-grid to realize"peak clipping and valley filling,as well as surplus and deficiency adjusting". The research on the technology of energy storage converter possesses practical significance for implementing the grid - connected and grid - disconnected operations of micro - grid, and the smooth state switching. On the basis of field investigation for wind power plants and photovoltaic power plants,the smooth switching of energy storage converter is researched. Having been analyzing the topologic structure of energy storage converter,the mathematical models of three-phase energystorage converter under different operating states are established respectively. By using dual loop control structure,the reasons of voltage and current distortions during the switching process of energy storage converter are analyzed specifically. In switching process,the common current control mode may reduce the distortions of voltage and current. The simulation result of smooth switching proves that the system can achieve smooth transition between different modulation modes.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2017(038)010【总页数】4页(P36-38,45)【关键词】微电网;储能;变流器;削峰填谷;独立运行;并网运行;平滑切换;平滑过渡【作者】张飞;万乐斐;刘亚【作者单位】内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】TH7;TP17由于微网系统存在并网和离网两种工作状态，储能变流器需要有并网和独立运行两种工作模式，并能实现两种模式间的平滑切换，以保证本地负载的不间断供电。
微电网变流器控制及电能质量研究
微电网变流器控制及电能质量研究随着能源需求的不断增长，传统的电力系统面临着诸多挑战，如能源供应不稳定、能源浪费等问题。
为了解决这些问题，微电网（Microgrid）作为一种新兴的能源供应方式被广泛研究和应用。
微电网是一个小型的、自治的能源系统，由多种能源资源（如太阳能、风能、燃气等）组成，并通过变流器进行能量转换和控制。
变流器是微电网的核心设备，它能够将直流能源转换为交流能源，并根据需求进行调节。
因此，变流器的控制对于微电网的稳定运行和电能质量具有重要影响。
微电网变流器的控制主要包括电压和频率的稳定控制、能量的优化分配以及电网与微电网的互联等。
其中，电压和频率的稳定控制是变流器控制的基础，可以通过采用闭环控制算法来实现。
该算法通过测量微电网的电压和频率，然后与设定值进行比较，根据差值进行控制。
能量的优化分配是为了实现微电网内各种能源的协调运行和最大利用。
这需要根据不同能源的特点和供需情况，制定相应的能量调度策略。
而电网与微电网的互联是为了实现微电网与外部电网的无缝切换和互补运行。
这需要通过变流器的控制，实现对电网和微电网之间的能量流动进行调控。
电能质量是指电能供应系统能够满足用户对电能的要求。
微电网的电能质量主要包括电压稳定性、频率稳定性、谐波含量和电能波动等。
变流器的控制对于电能质量的保证至关重要。
通过控制变流器的输出电压和频率，可以实现电能质量的调节和控制。
此外，通过合理设计变流器的滤波电路，可以有效减少电能中的谐波含量，提高电能质量。
综上所述，微电网变流器的控制及电能质量研究是微电网研究领域中的重要课题。
通过优化变流器的控制策略和设计合理的滤波电路，可以实现微电网的稳定运行和提高电能质量，为能源供应提供可靠保障。
随着微电网技术的不断发展和应用，相信在不久的将来，微电网将成为未来能源供应的重要方式。
用于微电网的储能变流器控制策略研究
用于微电网的储能变流器控制策略研究
随着能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，微电网作为一种新型的分布式能源系统，受到了广泛的关注和研究。
储能技术作为微电网的重要组成部分，可以有效地解决可再生能源的间歇性和不稳定性问题，提高能源利用效率和供电可靠性。
储能变流器作为储能系统的核心设备，起着将电能从储能装置转化为可供微电网使用的交流电能的作用。
因此，储能变流器的控制策略对于微电网的运行和性能具有重要影响。
目前，已经有许多储能变流器控制策略被提出和应用，例如电压源控制、电流源控制和功率控制等。
在微电网中，储能变流器的控制策略需要考虑多个因素。
首先，要考虑到储能装置的状态和电网的需求，根据电网的负荷变化调整储能变流器的输出功率。
其次，由于微电网中存在多种能源输入和输出，储能变流器的控制策略还需要考虑到不同能源之间的协调和平衡，以实现能源的高效利用。
此外，为了保证微电网的稳定运行，储能变流器的控制策略还需要考虑到电网的电压和频率等因素。
目前，针对储能变流器的控制策略研究已经取得了一定的进展。
例如，一些研究者提出了基于电流源控制的储能变流器控制策略，通过控制储能变流器的输出电流来实现对微电网的功率调节。
另外，还有一些研究者提出了基于功率控制的储能变流器控
制策略，通过控制储能变流器的输出功率来实现对微电网的电压和频率的控制。
总之，储能变流器的控制策略对于微电网的运行和性能具有重要影响。
未来的研究应该进一步完善储能变流器的控制策略，以实现微电网的高效、稳定和可靠运行。
此外，还需要考虑到实际应用中的经济性和可行性等因素，为储能变流器的控制策略提供更加全面和可行的解决方案。
微电网系统的储能技术研究
微电网系统的储能技术研究随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，对可再生能源的利用越来越重要。
然而，太阳能和风能等可再生能源的特点是不稳定的，其产生的能量受到天气等外界因素的影响。
由此产生了一个问题，即如何在不稳定的能源供应下实现稳定的能源消耗。
这就引出了微电网系统储能技术的研究。
一、储能技术的意义和分类储能技术在微电网系统中具有重要的意义。
它可以将不稳定的电能储存起来，然后在需要的时候释放出来，以确保电力的稳定供应。
储能技术通常被分为热储能、化学储能、动力储能和电化学储能四类。
热储能主要包括热储存、燃气轮机等技术，它们通过储存和利用热能来解决电能供应不稳定的问题。
化学储能主要包括电池和燃料电池等技术，利用化学反应将电能储存起来，再在需要的时候释放出来。
动力储能主要包括飞轮和电容器等技术，它们利用机械能或电场能存储和释放能量。
电化学储能主要包括超级电容器和纳米材料等技术，它们通过电化学反应将电能储存起来。
二、储能技术的现状和发展趋势目前，储能技术在微电网系统中的应用已经取得了一定的进展。
例如，太阳能电池板和风力发电机等可再生能源设备可以将过剩能量储存在电池中，以备不时之需。
此外，锂离子电池、超级电容器等成熟的储能技术也广泛应用于微电网系统中。
然而，目前的储能技术还存在一些问题。
首先，成本仍然较高，限制了其在大规模应用中的推广。
其次，储能设备的能量密度仍然有待提高，以增加能量储存的容量。
此外，储能系统的稳定性和可靠性也需要进一步提高。
因此，未来的研究重点是降低成本、提高能量密度，并改进储能系统的稳定性和可靠性。
三、储能技术的研究方向和挑战在微电网系统中，储能技术的研究方向主要包括以下几个方面：1. 新型储能材料的研究。
寻找高能量密度、长寿命和低成本的储能材料，以提高储能系统的性能。
2. 储能系统的优化设计。
针对不同的微电网系统，进行储能系统的优化设计，以提高其适应性和高效性。
3. 储能技术与智能电网的结合。
微电网储能双向DC-DC变换器的研究
微电网储能双向DC/DC数字变换器研究郭欢王丰王先为卓放王兆安西安交通大学电气工程学院，西安 7100491)Email：huan8424@摘要:本文参考国内外微型电网系统以及双向DC/DC变换器研究文献，设计并搭建了一套基于现场可编程逻辑器件(FPGA)的适用于微型电网系统储能模块的双向DC/DC变换器装置，整个系统采用双向全桥DC/DC电路作为主电路结构，以FPGA作为控制系统的主要芯片，搭建了数字控制系统平台，分析了数字PWM控制器各个部分的功能及具体实现，在此基础上研究双向DC/DC变换器数字控制技术，比较数字化控制相对模拟控制的优点以及控制系统数字化中遇到的问题及其解决方案。
关键词：双向DC/DC变换器；数字控制；软开关；数字PWM1．引言近些年来，能源匮乏对于社会发展的影响日益突出。
目前，随着电力电子技术的不断发展，基于可再生能源(太阳能、风能、水能等)的分布式发电技术 (Distributed Generation)在许多国家受到了足够的重视，陆续开展了相关研究并且得到了一定范围的应用[1]。
由于可再生能源的存在着一些特性上的缺陷（如：能源的不稳定性等等），为了保障分布式发电系统的稳定运行，随之出现了分布式储能技术(Distributed Storage)，即通过储能设备储存分布式电源的多余的能量，如电池，电容器，超导线圈及飞轮等等。
基于上述技术开展的研究得到的一系列的成果，结合电力系统用户对电能质量的要求和未来电力系统的发展趋势，逐渐形成了将上述技术综合在一起而形成的特殊电网形式-微型电网(Micro Grid) [2]。
本文中研究了占空比加移相控制全桥双向DC/DC变换器的工作原理及相关理论；设计以FPGA为主控制器的控制电路，编写系统的控制程序以及对各个控制模块进行分析，实现了功率主电路的数字化控制；基于数字化平台研究了数字控制的基础问题，如系统控制模块间参数匹配问题，数字PWM信号的产生方式及其与数字控制系统之间的相互关系等。
微电网系统的储能双向变流器控制技术研究
微电网系统的储能双向变流器控制技术研究摘要：本文从储能双向变流器在微电网中的实际应用出发，详细介绍了储能双向变流器的工作原理、控制方案等内容，并提出了一种新型的拓扑系统结构，分别针对并网运行控制、离网运行控制，以及并离网切换等过程的控制方法和流程进行了详细解析。
在此基础上，通过100kW储能双向变流器的运行试验，验证了变流器同期并网、主动离网、被动离网三个过程的运行性能。
试验结构表面，采用了控制方法及控制策略的储能双向变流器能量双向流动，又满足储能系统与电网之间动态匹配以及功率调节和状态切换，各方面性能优异，在实际应用上具有理论指导意义和推广价值。
关键词：储能双向变流器、清洁能源、微电网、分布式发电1、引言本文阐述了储能双向变流器是应用在储能环节，是风光储分布式发电微电网系统的核心关键设备。
储能双向变流器以双向逆变为基本特点，具有削峰填谷、应急电源、无功补偿、电能质量控制等功能且适合智能电网建设的并网变流器。
该设备能有效调控智能电网中的电力资源，很好地平衡昼夜及不同季节的用电差异，保障电网安全；能够在并网系统、孤岛系统和混合系统等不同的场合下应用，适用于各种需要动态储能的应用场合，电能富余时将电能存储，电能不足时将存储的电能逆变后向电网输出，同时在微网中起到主电源作用，稳定微电网中的电压和频率。
双向储能变流器是储能技术运用的主要前提和实现电网互动化管理的有效手段。
2、工作原理储能双向变流器主要由控制单元、直流单元、双向变流单元、连接电抗器和变压器等组成。
控制单元根据能量管理系统控制指令，通过DSP产生一系列空间矢量脉冲调制信号（SVPWM），驱动双向变流单元工作，使储能系统并网时具有较高动-稳态充放电控制性能；作为微网主电源运行时，提供稳定的电压和频率；采用功率环、电压环和电流环的三环控制策略，保证P-Q控制和V-F控制两种控制方式之间的快速平滑切换。
储能变流器既满足能量双向流动，又满足储能系统与电网之间动态匹配以及功率调节和能量转换。
储能变流器控制方案的研究
储能变流器控制方案的研究摘要：储能变流器是用于连接直流系统和交流系统之间的能量变换的控制器件，它能将交流电压整流滤波后成为直流电压，给列车使用或者给蓄电池充电，同时它也能将直流能量通过逆变转换为交流电压继续给负载或者电网供电，储能变流器的控制方法包括了逆变控制与整流控制两个部分，本论文主要解决在大功率变流器如何使能量双向流动的问题，同时在逆变时能使用功率因数可调，获得更好的电能质量。
通过MATLAB以及实验论证控制以及拓扑的可行性。
关键词：PID控制；DQ变换；MATLAB0前言对于目前的轨道交通设备而言在列车运行时需要从电网获取能量后经过整流给电机使用，地铁再生制动能量的吸收方式主要有电阻消耗、逆变回馈、飞轮储能等。
其中，以逆变方式作为能量回馈变流器节能效果显著，但是对于电力电子设备而言，其需要在整流以及逆变过程中来回切换控制策略，对控制策略以及设备的反应要求较高，因此本文提出一种储能变流器的控制策略，使电力电子设备能在整流以及逆变中均能可靠运行。
通常情况下，变流器包括功率器件，控制电路，驱动电路，以及连接功率器件与交流系统的滤波器等若干单元组成；逆变器控制策略中，在此应用的是PID控制算法，其控制效果良好，同时易于编程与控制。
1储能变流器控制原理1.1逆变部分控制原理如图1所示，在逆变控制中首先对交流侧电压进行采样，将采样的电压进行PLL锁相得到参考相角，同时对其进行DQ变换；之后对交流电流进行采样，对交流电流进行DQ变换，之后将电流变换后的数值与参考数值进行比较得到偏差，根据偏差由PID控制器对调节点反馈DQ值与参考DQ值进行闭环的PID调节，输出其电流DQ参考值，将电流DQ参考值与电压DQ计算值比较运算，得出输出DQ 分量的参考值。
图2 逆变器控制逻辑图Figure 2 Inverter control logic diagramDQ变换计算公式在此不再赘述，其表达式如下（2-1）DQ反变换计算公式如下：若需要将旋转坐标系转化到静止坐标系上，只需相应的将d-q向投影即可，可以得到：（2-2）由上述对DQ变换的公式可知，其D轴分量相当于有功分量，Q轴分量相当于无功分量，DQ两轴的给定数值是通过输入功率因数计算得到的。