2MW/10kV高压级联H桥电池储能系统设计与实现

随着储能技术重要性的逐渐体现,储能已被视为电力生产过程“采-发-输-配-用-储”六大环节中的一个重要组成部分,也是未来智能电网发展的要点之一。完整的储能系统应该包括两个部分:一是储能装置,由各种储能介质及其附属控制监测设备组成,主要实现能量的存储和监测;二是储能功率转换系统(Power Conversion System PCS),由电力电子器件组成的,主要负责实现储能系统的电池充放电、功率控制等功能。本文首先讨论了储能系统的研究现状,并在此基础上结合储能系统的设计要求,完成了2MW/10kV高压H桥电池储能系统的架构设计,确定了调制方案和硬件参数。其次,建立了系统的数学模型,针对储能系统的要求设计了系统控制策略,实现功率控制、荷电状态(Stage-of-Charge SOC)均衡控制、冗余控制等功能。并基于MATLAB/Simulink搭建了储能系统仿真模型,仿真验证参数设计的合理性及控制策略的有效性。分析了储能系统的保护策略及相应的动作过程。最后,研制2MW/10kV高压样机进行相关实验,进一步验证设计的正确性。仿真实验和样机实验均表明,2MW/10kV高压级联H桥电池储能系统设计合理,满足要求。