电池储能系统中T型三电平逆变器的研究

摘要

在国家的经济发展和工业水平不断的提高时，我国的能源短缺和环境污染的问题日渐严重，安全可靠性差、成本高、运维难度大这都是我国现在使用的大电网的缺点。为了解决这一问题，我们可以使用分布式并网发电技术，它可以把新能源反馈到电网中，而且它能源利用率高、污染小，但是风光等能源具有间歇、波动这些缺点，如果大量接入电网，电网的安全稳定性能就大大降低。
　　电池储能可以有效的解决这一问题，把它接入电网中，就能对电网进行削峰填谷，这样电能质量更加可控，系统供电更加可靠，储能密度高、特性好、技术成熟都使其得到了快速发展。
　　三电平和原来的两电平逆变器对比，低耐压等级和开关损耗、小的空间体积，简单的保护、和低谐波含量都让它大量应用在中高压场合。逆变器要想向大功率方向发展，并联技术是关键因素，这些年对它的研究也越来越广泛。
　　本文主要做了以下几个方面的研究。
　　（1）对电池储能系统和逆变器的拓扑作了详细介绍，对T型三电平逆变器进行了工作阶段分析，然后本文构建了T型三电平逆变器并网系统的数学模型和介绍了它的控制策略，详细研究了空间矢量调制算法，介绍了电流环控制器的设计，最后对并网逆变器进行了仿真验证。
　　（2）对T型三电平的损耗原因及损耗计算公式进行了详细的研究和介绍，最后对T型三电平并网逆变器的中点电压不平衡控制进行了分析，并且进行了仿真验证。
　　（3）前文已经研究了T型三电平逆变器的单机并网，本章将介绍逆变器的并联结构，对逆变器的并联方式以及逆变器的拓扑结构都做了详细的描述，然后介绍了逆变器并联控制方法。最后对基于主从控制方式的并网逆变器并联系统进行了仿真验证，并得出实验结果。
　　（4）搭建了T型三电平并网逆变器的实验平台，然后介绍了主电路的结构和控制电路结构，并介绍了软件设计的流程图，在样机的平台上全面验证了本文所研究的电池储能能量转换系统的性能，实验结果验证了此系统的可行性和有效性。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2电池储能系统综述

1.3逆变器电路综述

1.4研究目的与主要内容

第二章 T型三电平逆变器的工作原理与控制策略

2.1 T型三电平电路的工作阶段分析

2.2 T型三电平并网逆变器的数学模型与控制

2.3 空间矢量调制算法

2.4 电流环控制器的设计

2.5 并网逆变器的Matlab仿真

2.6 本章小结

第三章 T型三电平逆变器的损耗分析及中点电压平衡控制

3.1 损耗分析

3.2 中点电压平衡控制

3.3 本章小结

第四章 T型三电平逆变器的模块化并联

4.1 逆变器的并联拓扑结构

4.2 逆变器的并联控制方法

4.3 基于主从控制的并网逆变器并联运行的仿真分析

4.4 本章小结

第五章 实验平台设计及实验结果

5.1 硬件主电路结构

5.2 控制电路

5.3 软件设计

5.4 实验结果

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间参加的项目和发表的论文

致谢