基于MMC双向DC-DC变换器的超级电容储能系统控制策略分析与设计-论文.pdf

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1、第34卷第27期中国电机工程学报Vo1．34No．27Sep．25，201445682014年9月25日ProceedingsoftheCSEE~2014Chin．Soc．forElec．Eng．DOI：10．13334~．0258．8013．pcsee．2014．27．003文章编号：0258-8013(2014)27—4568—08中图分类号：TM46基于MMC双向DC．DC变换器的超级电容储能系统控制策略分析与设计武伟，谢少军，张矍，许津铭(南京航空航天大学自动化学院，江苏省南京市210016)AnalysisandDesignofControlStrategyforMMC—BDC

2、BasedUltra-capacitorsEnergyStorageSystemsWUWet，XIEShaojun，ZHANGZhao，XUJinming(CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，JiangsuProvince，China)ABSTRACT：Anovelenergystoragesystem(ESS)with控制策略。系统仿真和实验验证了所提出的基于MMC双向ultra·capacitors，whichbasedO1"1modularm

3、ultilevel变换器的超级电容储能系统控制策略的有效性。bidirectionalDC／DCconverter,wasdiscussed．The关键词：储能系统；超级电容；双向DC／DC变换器；模块inconsonanceoflowmonomervoltageratingofthe多电平变换器；电压均衡；能量管理；控制策略ultra—capacitorsandthehighvoltageapplicationsCanbemitigatedinthissystem．Thevoltageequalizationof0引言ultra—capacitorsiscriticalforstabl

4、eoperationofthesystem．超级电容器是一种重要的储能元件，具有功率Theinherentrelationshipsbetweenthesystemcurrentcontrolandtheultra—capacitorsvoltagesharingwereanalyzedanda密度大、充放电效率高、循环寿命长I】J等特点，在doubleclosed—loopcontrolstrategyfortheMMC-BDCbased微电网系统。]、新能源发-引、制动能量吸收利ESSwasproposed，whichdecouplesthesystemcurrentcontrol用

5、系统[9-13]等场合有着广泛的应用前景。andtheultra—capacitorsvoltagesharingcontro1．Furthermore，在高压、大容量的超级电容储能应用场合，由theenergymanagementstrategywhichisbasedontheDCbus于储能电容单体(或电容单体串联的组件)电压较voltageandthestate-of-charge(soc)oftheultra—capacitors低，通常需要由多个单体或组件串联构成系统。而wasalsoproposed．Theefectivenessoftheproposedcontrol超级

6、电容单体元件参数离散性较大，由多个单体串strategiesfortheMMC··BDCbasedultra—·capacitorsESSwas联的系统需要考虑电压均衡问题[1,14-151。由于均衡validatedwiththesimulationsandtheexperimentalresults．的限制，储能系统难以采用大量单体或组件串联。KEYWORDS：energystoragesystem；ultra—capacitors；因而针对较高电压的场合，有文献研究了储能系统bidirectionalDC／DCconverter；modularmultilevelconverter

7、(MMC)；voltageequalization；energymanagement；control的功率变换方案。文献[13]针对1500V轨道交通车strategies辆再生制动能量吸收系统提出了由4个额定电压为摘要：研究一种基于多模块多电平双向DC．DC变换器的超375V的超级电容储能模块串联的储能系统功率变级电容储能系统，该系统可有助于减小超级电容单体电压低换方案，但该系统仍需附加均衡电路对超级电容组与应用场合电压高间的矛盾