基于集中式PWM变流器的锂电池储能系统.pdf

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1、第5O卷第11期电力电子技术Vo1．50，No．112016年11月PowerElectronicsNovember2016基于集中式PWM变流器的锂电池储能系统刘新天，苏流，成伟菁，郑昕昕(合肥工业大学，新能源汽车工程研究院，安徽合肥230009)摘要：此处讨论了一种基于锂电池组作为储能介质的储能系统，运用集中式脉宽调制(PWM)变流器作为电网与电池组间双向变流器。同时储能系统增加了电池管理系统(BMS)，对电池组实时监测，提高了系统可靠性。对PWM变流器进行系统建模．并对PWM变流器的控制系统进行详细阐述，并且运用前馈解耦

2、技术提高系统可控性。此外还描述了BMS功能，并比较了几种电池荷电状态(SOC)的估算方法，与此同时，还提出一种较为简便的SOC估算法。最后。使用了Simulink对储能系统进行了仿真，并搭建了实验平台，展示了相关实验波形。关键词：变流器；储能系统；电池管理系统中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)11-0014—05ResearchonLithiumBatteryEnergyStorageSystemWithIntensivePWMConverterLIUXin—tian，SULiu，CHE

3、NGWei~ing，ZHENGXin—xin(HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Anenergystoragesystemisdescribedwhichbasedonlithiumbatteries．Thesystemusesanintensivepulsewidthmodulation(PWM)convertertobeabidirectionalconverterbetweenthedandbatteries．Atthemoment，thesys

4、temcarriesabatterymanagementsystem(BMS)tomonitorbatteries’operation，it’Sanimportantmethodtoim-provesystem’Sreliability．Firstly，themathematicmodelisusedtodescribetheenergystoragesystem，andthecontrolsystemisintroduced，atthesametime，thesystemusesfeedforwarddecouplingto

5、improvethesystem’Scontrollability．Secondly，somefunctionsofBMSisintroducedandcomparessomemethodswhichcanestimatebattery’SSOC．AndanewsimplemethodtoestimateSOCisdescribed．Thirdly，thepassageintroducesthewaywhichcontrolsthestorageoperation．Finally，theSimulinkisusedtosimu

6、latethesystemandmaketheexperimentmodeltodisplaysomewaves．Keywords：converter；energystoragesystem；batterymanagementsystem1引言2新型储能系统结构随着我国电力系统的不断发展．新能源电站储能系统由电池组、BMS以及双向变流器组发电量的随机性会对电网造成一定冲击．且白天成，见图1。根据双向变流器与电池组的电气连接和夜晚的用电量差造成了电力系统成本的增加。结构，可分为集中式储能系统和组串式储能系统[41。因此在电力系统

7、中加入储能节点十分必要[1]。由其中，集中式储能系统使用一台大功率双向变流于我国新能源汽车的蓬勃发展。锂电池产业发展器，直流侧并入一个容量庞大的电池组。该系统具迅速，使得锂电池的生产成本大幅降低。所以，基有功率密度大的优点，并且控制较为简单，所研究于锂电池为储能介质的储能系统成为当前研究的的储能系统属于集中式储能系统。热点。在此使用了集中式三相PWM变流器用于电网与电池组之间的双向变流器．运用BMS对电池组进行实时监测。同时提出了一种新型的适用于嵌入式系统的SOC估算方法对电池组的SOC图1储能系统结构Fig．1Constru

8、ctionofenergystoragesystem进行估算[2_。精确的SOC估算值可让系统精准地运行在所需要的工作状态。3双向变流器储能系统中的双向变流器需具有以下功能：定稿日期：2016一l0—08作者简介：刘新天(1981一)，男，安徽桐城人，博士，副研究①电网负荷较