面向百兆瓦级应用的电池储能系统拓扑与控制方法

摘要

随着新能源占总装机的比重不断提高,电池储能电站的容量和规模不断扩大,提升电池储能系统(battery energy storage system,BESS)单机容量具有重要的工程实践意义。为探究面向百兆瓦级应用更具优势的BESS拓扑,首先,分析了传统集中式BESS存在的问题及其单机电压等级和容量提升受限的原因;然后,通过计算分析了星型结构、三角形结构和模块化多电平结构3种高压直挂式BESS的单机容量;最后,以星型结构为例,展开详细研究。介绍了星型结构的拓扑结构和数学模型,分析了高压直挂式BESS的控制方法,包括网侧功率控制和荷电状态均衡控制。通过搭建35 kV/10 MW的仿真模型,验证了控制方法的有效性。研究结果表明,高压直挂式BESS在单机容量和扩容方面具有明显优势,更适用于高压、大容量的应用场合。