储能逆变器的控制策略研究

随着各种储能装置不断地改良,响应速度越来越快,循环寿命越来越长,容量越来越大,储能系统在电力领域发挥着越来越重要的作用。微电网的进一步发展离不开储能系统的发展,储能逆变器是储能系统的核心部分,它是储能装置和微电网交流母线间的桥梁。储能逆变器的研究对储能系统乃至微电网的发展具有重要的意义[1]。本论文首先介绍了储能逆变器的发展背景与趋势,简要介绍了微电网和储能逆变器的几种基本控制策略。然后选取了储能逆变器的拓扑结构,建立储能逆变器在三相静止坐标系、两相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,并简要分析了控制器的设计、SPWM原理和单坐标系锁相环。在上述主电路及相关理论分析的基础上,首先介绍了微电网主从控制策略中的恒功率和恒压恒频控制策略,并且提出一种新型的储能逆变器并离网无缝切换控制策略,在MATLAB/SIMULINK环境下搭建仿真模型,对上述的控制策略进行仿真验证。然后介绍了微电网对等控制策略中的下垂控制策略,概述了下垂控制的基本原理及特性,分别分析了基于下垂控制的储能逆变器在离网、并网和并离网切换时的工作状态,在MATLAB/SIMULINK环境下搭建仿真模型进一步分析验证。最后,搭建了了基于TMS320F28335控制芯片的储能逆变器控制策略研究硬件实验平台,介绍了硬件设计与软件设计的流程,完成了储能逆变器的恒功率控制、恒压恒频控制和并离网无缝切换控制策略有效性验证。