兆瓦级功率调节装置的组合级联协调控制策略

简介：
本文探讨了针对兆瓦级功率调节装置的有效控制策略，通过创新性的组合级联方法优化系统性能和稳定性，旨在提高大规模电力系统的效率与可靠性。 本段落提出了一种新型组合级联式兆瓦级功率转换系统（PCS）的拓扑结构，该系统由电池组、隔离型半桥DC/DC变换器以及级联式H桥DC/AC变换器组成。首先分析了所选用的隔离型半桥DC/DC变换器的基本原理、电压增益和功率传输特性。在此基础上，重点研究了两种变换器之间的协调控制策略：为了实现装置的双向功率交换，在DC/DC侧采用移相控制，并在DC/AC侧使用双环控制；为确保直流侧电容电压恒定，在DC/DC侧应用占空比控制并在DC/AC侧实施全局直流电压控制；为进一步提高装置响应速度及改善直流侧电容电压品质，将电网实时功率指令前馈至DC/DC侧进行处理；为了优化启动特性，提出了一种软启动控制策略。在PSCAD/EMTDC环境下建立了基于锂电池储能的PCS模型，并应用所提出的协调控制策略对不同工况下的装置性能进行了仿真研究，包括启动过程、正常调节状态以及电池组容量和荷电状态不同的情况等。结果表明，在该控制系统下，装置具有较宽的工作电压范围及强大的电池适应能力，并且能够快速响应各种操作需求，实现大规模储能与双向大功率调控功能。