级联H桥储能系统研究与设计

风能太阳能等间歇式电源并网技术是目前能源领域优先发展的主题之一，与此相应电池储能系统的应用引起了广泛的关注。储能功率转换系统(Power Conversion System－PCS)是储能电池与交流电网互联的接口，是储能系统能量控制的核心。其基本特点是：双向能量流动能力、直流端电压波动大、不同容量需要不同的拓扑结构。 在本文中，首先在多电平变换器调制策略的基础上，针对H桥级联型多电平变换器，深入分析了载波层叠调制，阶梯波调制，载波移相调制三种调制方式的调制方法，输出特性，适用范围等等并提出一种较为新颖的阶梯波调制方法；其次对H桥储能系统进行了数学建模，设计了PCS功率控制策略，基于零序电压注入提出了（Stage-of-Charge--SOC）荷电状态相间均衡控制策略，基于基波电压注入以及控制载波两种方式提出了电池SOC相内均衡控制策略，同时基于MATLAB/Simulink搭建了H桥级联储能系统模型，仿真验证了文中的理论分析及控制方法的有效性；完成了整个级联H桥储能系统的参数设计特别是整个级联H桥链节数的确定等工作，之后对系统中设计的相应的功率元件进行了初步选型；最后基于连接电感以及IGBT的损耗分析对级联H桥储能系统总体损耗进行了初步计算，结果证明这种H桥级联PCS系统有着非常优良的效率特性。