储能双向变流器原理图

　　储能双向DC/DC变流器是控制能量在储能装置和直流电网之间双向流动的装置，可应用在直流微电网、电动汽车等多种场合。

　　双向储能变流器的特点

　　1、 充电、放电一体化设计，实现交流系统和直流系统的能量双向流动;

　　2、 主功率回路采用高可靠性智能功率模块;控制器采用总线不出芯片的32位高性能CPU;

　　3、 高效的矢量控制算法，实现有功、无功的解耦控制;

　　4、 功率因数任意可调，在容量范围内可以全发无功，实现无功补偿;

　　5、 在MEMS（微网能量管理系统）的调度下，主动参与电网的调峰，有效缓解大电网的压力;

　　6、 支持并网运行、孤网运行;并可以实现并网与孤网状态的自动切换;

　　7、 峰谷电价时，支持在谷电价时储能，高电价时放电的运行模式，实现对负荷的“削峰填谷”，满足对电动汽车等临时性暂态负荷的需求;

　　8、 先进主动式孤岛检测，结合主动式与被动式原理，满足UL1741标准;

　　9、 完善的继电保护功能，有效防止逆变器的异常损坏;

　　10、提供CAN和以太网接口，可接入BMS（电池管理系统）与MEMS，支持IEC61850规约;

　　11，多个100KVA模块可以任意组合，组成更大容量的储能电站（如1MW储能电站）;

　　12、支持多种储能电池，不同的型号仅控制器的软件不同;

　　13、高可靠性机柜设计，满足不同运行区域需要。

　　储能双向变流器原理图

　　图1示出一种双级式PCS主电路拓扑结构。

　　

　　前级为DC／DC直流变换器，采用半桥式双向Buck-Boost电路将电池电压升压至直流母线电压，根据直流侧电流／功率指令的闭环控制实现直流功率的双向传递；后级为DC／AC逆变整流器，采用三相全桥电路和LCL滤波器将直流母线电压逆变为三相交流电网电压，其中滤波电感Lg可设计为隔离变压器漏感，以减小装置体积。由于LCL滤波器在谐振频率以上以60 dB／dec斜率衰减，故可很好地抑制并网电流中的高频谐波。后级变流器采用电压外环、电流内环的双闭环控制方式。电压外环控制器通过稳定直流母线电压产生参考电流信号，再通过电流内环控制器实现交流侧有功和无功调节，以提高系统的动态性能并实现限流保护。前级变换器负责调节PCS直流侧充放电电流，仅通过直流母线与后级并网变流器相连。为减小直流电流纹波，前级DC／DC变换器可采用多重化载波移相方法进行多组并联。由于系统稳态下前级变换器对PCS并网电流波形质量的影响较小，故此处不对DC／DC控制作详细分析。

　并网变流器分析

　　为便于分析，将后级并网侧变流器模型从三相静止a，b，c坐标系变换到两相同步旋转d，q坐标系，得到其数学模型为：

　　

　　式中：Rf，Rg为Lf，Lg附加电阻；us为电网电压；ω为电网电压角频率。