描述
开 本: 16开包 装: 平脊精装国际标准书号ISBN: 9787030613417丛书名: 智能电网研究与应用丛书
编辑推荐
电池,研究
内容简介
储能是解决可再生能源高比例应用的终极手段，电池储能系统由于其高能量密度和灵活、方便的特点而得到快速发展，储能功率转换系统是电池介质与电网的接口，承担着对电池介质的管理、充放电控制与并网任务，随着储能系统容量的扩大和对其功能需求的提升，储能功率转换系统也发生了一系列变革与创新。《储能功率变换与并网技术》针对储能功率转换系统，深入探讨储能在用户侧、电源侧和电网侧应用场景下，功率转换系统的拓扑结构、效率提升、优化设计与控制、并联扩容运行等问题，研究功率转换系统对电池介质的管理与控制、对大电网的支撑、对分布式电源接入微电网的支持等技术。具体内容包括单级式和双级式储能功率转换系统、高压直挂链式储能功率转换系统、基于 MMC的储能功率转换系统、风光储集成功率转换系统和储能系统的虚拟同步控制等，从拓扑结构创新、参数优化设计、新型控制策略到系统运行控制，对关键技术问题进行了系统地分析论证、仿真和物理实验研究，同时给出了大量应用案例。
目 录
目录
《智能电网研究与应用丛书》序
前言
第1章 绪论 1
1.1 储能系统概述 1
1.2 电池储能系统 3
1.3 电池储能功率变换系统与并网控制 7
1.4 本书的内容 14
参考文献 15
第2章 低压电池储能功率转换系统 17
2.1 低压储能PCS主电路拓扑 17
2.1.1 单级式工频隔离型储能PCS拓扑 17
2.1.2 双级式工频隔离型储能PCS拓扑 19
2.1.3 双级式中高频隔离型储能PCS 19
2.1.4 储能PCS扩容与储能系统的大容量化 20
2.2 单级式储能PCS 21
2.2.1 储能PCS并网变换器的数字驱动技术 21
2.2.2 储能PCS三电平并网变换器的调制及其算法优化 27
2.2.3 储能PCS的并网控制策略 49
2.2.4 储能PCS离网运行控制策略 63
2.3 双级式储能PCS 66
2.3.1 双向隔离型DC/DC变换器 66
2.3.2 双级式PCS控制策略及其优化 82
2.3.3 双级式PCS实验与测试 88
2.4 低压储能PCS的大容量化 92
2.4.1 储能PCS并联扩容技术 93
2.4.2 基于低压PCS的大容量储能系统 97
参考文献 100
第3章 高压直挂链式储能功率转换系统 102
3.1 链式储能PCS的控制策略及其优化 102
3.1.1 无变压器高压直挂链式储能系统 104
3.1.2 PCS控制策略 105
3.1.3 控制策略的优化 109
3.1.4 链式储能PCS控制策略仿真分析 112
3.2 电池侧二次脉动电流的抑制 115
3.2.1 电池侧电流谐波分析 115
3.2.2 采用滤波电感抑制电流谐波 118
3.2.3 采用双向DC/DC抑制电流谐波 118
3.3 链式PCS的共模电流及其抑制 121
3.3.1 共模电流产生的机理 121
3.3.2 共模电流的抑制 124
3.4 模拟实验 125
3.4.1 实验系统 125
3.4.2 实验研究 128
3.5 高压直挂链式储能的优化设计 141
3.5.1 电池模块容量及数量的确定 141
3.5.2 H桥功率模块数的优化设计 142
3.6 具有储能功能的静止同步补偿器 145
3.6.1 BS-STATCOM的拓扑结构及其演化过程 145
3.6.2 BS-STATCOM的功率特性 146
3.6.3 类STATCOM控制策略及其功率特性 148
3.6.4 基于bangbang原理的新型控制策略 150
3.6.5 仿真分析 152
3.7 工程示范应用 154
3.7.12 MW/2MWh/10kV系统设计 154
3.7.22 MW/2MWh/10kV系统示范应用 155
参考文献 158
第4章 高压直挂MMC储能功率转换系统 161
4.1 基于MMC的电池储能系统 161
4.1.1 MMC的基本控制策略 161
4.1.2 基于MMC的储能PCS 165
4.2 储能型MMC换流器 168
4.2.1 运行工况分析 168
4.2.2 适应多工况的SOC均衡策略 171
4.2.3 交流电网短路故障保护 178
4.2.4 直流电网短路故障保护 180
4.2.5 仿真分析 183
4.3 实验研究 188
4.3.1 实验系统 188
4.3.2 实验结果 190
4.4 一些讨论 197
参考文献 198
第5章 储能功率转换系统的虚拟同步控制 199
5.1 发展历程与研究现状 199
5.2 虚拟同步控制策略及其优化 200
5.2.1 常规虚拟同步控制策略分析 200
5.2.2 虚拟同步控制结构的改进 205
5.2.3 基于电网强度的自适应虚拟同步控制策略 209
5.3 计及SOC的虚拟同步控制 212
5.3.1 荷电状态对储能系统的影响 212
5.3.2 基于SOC的调差系数自适应优化方法 214
5.3.3 基于SOC的转动惯量自适应优化方法 219
5.4 实验与验证 222
5.4.1 硬件在环实时数字仿真平台简介 222
5.4.2 常规与改进的虚拟同步控制对比实验 226
5.4.3 计及SOC的虚拟同步控制实验 229
参考文献 233
第6章 风光储集成功率转换系统 235
6.1 风储一体化PCS 235
6.1.1 基本拓扑结构 235
6.1.2 双馈风储一体化风电机组的协调控制策略 242
6.1.3 工程案例 256
6.2 光储一体化PCS 266
6.2.1 非隔离型光储一体化PCS 266
6.2.2 高频隔离型储能PCS 277
6.3 大规模风光储多控制环节综合集成应用平台技术 286
6.3.1 变时间常数的滤波控制策略 286
6.3.2 混合储能的协调控制技术 288
6.3.3 仿真分析 291
参考文献 294
《智能电网研究与应用丛书》序
前言
第1章 绪论 1
1.1 储能系统概述 1
1.2 电池储能系统 3
1.3 电池储能功率变换系统与并网控制 7
1.4 本书的内容 14
参考文献 15
第2章 低压电池储能功率转换系统 17
2.1 低压储能PCS主电路拓扑 17
2.1.1 单级式工频隔离型储能PCS拓扑 17
2.1.2 双级式工频隔离型储能PCS拓扑 19
2.1.3 双级式中高频隔离型储能PCS 19
2.1.4 储能PCS扩容与储能系统的大容量化 20
2.2 单级式储能PCS 21
2.2.1 储能PCS并网变换器的数字驱动技术 21
2.2.2 储能PCS三电平并网变换器的调制及其算法优化 27
2.2.3 储能PCS的并网控制策略 49
2.2.4 储能PCS离网运行控制策略 63
2.3 双级式储能PCS 66
2.3.1 双向隔离型DC/DC变换器 66
2.3.2 双级式PCS控制策略及其优化 82
2.3.3 双级式PCS实验与测试 88
2.4 低压储能PCS的大容量化 92
2.4.1 储能PCS并联扩容技术 93
2.4.2 基于低压PCS的大容量储能系统 97
参考文献 100
第3章 高压直挂链式储能功率转换系统 102
3.1 链式储能PCS的控制策略及其优化 102
3.1.1 无变压器高压直挂链式储能系统 104
3.1.2 PCS控制策略 105
3.1.3 控制策略的优化 109
3.1.4 链式储能PCS控制策略仿真分析 112
3.2 电池侧二次脉动电流的抑制 115
3.2.1 电池侧电流谐波分析 115
3.2.2 采用滤波电感抑制电流谐波 118
3.2.3 采用双向DC/DC抑制电流谐波 118
3.3 链式PCS的共模电流及其抑制 121
3.3.1 共模电流产生的机理 121
3.3.2 共模电流的抑制 124
3.4 模拟实验 125
3.4.1 实验系统 125
3.4.2 实验研究 128
3.5 高压直挂链式储能的优化设计 141
3.5.1 电池模块容量及数量的确定 141
3.5.2 H桥功率模块数的优化设计 142
3.6 具有储能功能的静止同步补偿器 145
3.6.1 BS-STATCOM的拓扑结构及其演化过程 145
3.6.2 BS-STATCOM的功率特性 146
3.6.3 类STATCOM控制策略及其功率特性 148
3.6.4 基于bangbang原理的新型控制策略 150
3.6.5 仿真分析 152
3.7 工程示范应用 154
3.7.12 MW/2MWh/10kV系统设计 154
3.7.22 MW/2MWh/10kV系统示范应用 155
参考文献 158
第4章 高压直挂MMC储能功率转换系统 161
4.1 基于MMC的电池储能系统 161
4.1.1 MMC的基本控制策略 161
4.1.2 基于MMC的储能PCS 165
4.2 储能型MMC换流器 168
4.2.1 运行工况分析 168
4.2.2 适应多工况的SOC均衡策略 171
4.2.3 交流电网短路故障保护 178
4.2.4 直流电网短路故障保护 180
4.2.5 仿真分析 183
4.3 实验研究 188
4.3.1 实验系统 188
4.3.2 实验结果 190
4.4 一些讨论 197
参考文献 198
第5章 储能功率转换系统的虚拟同步控制 199
5.1 发展历程与研究现状 199
5.2 虚拟同步控制策略及其优化 200
5.2.1 常规虚拟同步控制策略分析 200
5.2.2 虚拟同步控制结构的改进 205
5.2.3 基于电网强度的自适应虚拟同步控制策略 209
5.3 计及SOC的虚拟同步控制 212
5.3.1 荷电状态对储能系统的影响 212
5.3.2 基于SOC的调差系数自适应优化方法 214
5.3.3 基于SOC的转动惯量自适应优化方法 219
5.4 实验与验证 222
5.4.1 硬件在环实时数字仿真平台简介 222
5.4.2 常规与改进的虚拟同步控制对比实验 226
5.4.3 计及SOC的虚拟同步控制实验 229
参考文献 233
第6章 风光储集成功率转换系统 235
6.1 风储一体化PCS 235
6.1.1 基本拓扑结构 235
6.1.2 双馈风储一体化风电机组的协调控制策略 242
6.1.3 工程案例 256
6.2 光储一体化PCS 266
6.2.1 非隔离型光储一体化PCS 266
6.2.2 高频隔离型储能PCS 277
6.3 大规模风光储多控制环节综合集成应用平台技术 286
6.3.1 变时间常数的滤波控制策略 286
6.3.2 混合储能的协调控制技术 288
6.3.3 仿真分析 291
参考文献 294
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