適用于大容量儲能系統(tǒng)的級聯(lián)H橋和模塊化多電平逆變器分析比較

曹煒，徐永海，李善穎，吳濤（.新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室（華北電力大學(xué)），北京　006；.華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，北京　00045）

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適用于大容量儲能系統(tǒng)的級聯(lián)H橋和模塊化多電平逆變器分析比較

曹煒1，徐永海1，李善穎2，吳濤2
（1.新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室（華北電力大學(xué)），北京102206；2.華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，北京100045）

摘要：大容量儲能系統(tǒng)（energy storage system，ESS）一般需要通過功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（power co nversion system，PCS）并入電網(wǎng)中，目前大容量PCS較為先進拓?fù)渲饕屑壜?lián)H橋結(jié)構(gòu)和模塊化多電平結(jié)構(gòu)。對結(jié)合儲能系統(tǒng)的級聯(lián)H橋逆變器和模塊化多電平逆變器進行了仿真和分析，將它們在可靠性、輸出效率、經(jīng)濟性等多方面進行評估比較，分析結(jié)果表明2種拓?fù)涓骶咛厣耐瑫r也不可避免的存在不足，對此提出了適用于大容量儲能系統(tǒng)輸出拓?fù)涞慕ㄗh。

關(guān)鍵詞：儲能系統(tǒng)；功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；級聯(lián)H橋；模塊化多電平

KEY W0RDS：energY storage sYstem；Power conversion sYstem；cascaded H-bridge；modu1ar mu1ti1eve1

SuPPorted bY Nationa1 863 High Techno1ogY Fund Program （2011AA05A113）.

隨著經(jīng)濟社會不斷發(fā)展，風(fēng)能、太陽能等新能源發(fā)展迅速，在電網(wǎng)中所占比例也越來越大。在新能源電力系統(tǒng)中采用儲能技術(shù)能夠有效地實現(xiàn)可再生能源的友好接入和協(xié)調(diào)控制［1-2］。儲能系統(tǒng)能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能、勢能、電磁能等形態(tài)進行存儲，并在需要時重新轉(zhuǎn)換為電能予以釋放。

儲能電池一般通過功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)并入電壓等級較高的電網(wǎng)中［3］，傳統(tǒng)的三相橋式逆變器所輸出的電平數(shù)較低，容量受限，在大容量高電壓的情況下采用開關(guān)器件的串并聯(lián)來解決耐壓問題，有時會造成動靜態(tài)均壓問題，而接入變壓器又增大了成本和體積；……