四象限变流器控制策略的探讨
1,概述
交流传动技术是我国铁路牵引动力发展的主要方向。对于单相供电牵引主变流器来说，电源侧四象限变流器是整个牵引系统的重要组成部分，对四象限变流器的控制策路对电网中的动率因数和电网电流中的高次谐波的含量有着决定性的影响。对四象限变流器的控制必须达到以下两个目的：①但电网电压或负载发生变化时，维持中间回路直流电压的恒定；②使电网电流接近正弦波，电网功率因数接近于1，电网电流中的高次谐波的含量尽可能小，满足轨道电路对谐波电流限值的要求。
2,单相四象限变流器工作原理
2.1,单相四象限变流器主电路原理图
图1 单个四象限变流器主电路原理图
图1中：方框部分是变压器牵引绕组的等效电路，L N 和R N 分别为折合到二次侧的牵引变压器绕组的漏感和电阻。L2 和C2 构成二次滤波回路, C d 为直流侧支撑电容。U N 为变压器二次侧电压矢量, I N1 为变压器二次侧电流的基波矢量, V1～V4 为可关断电力电子开关器件, D1～D4 为功率二极管, 通过对V1～V4 进行适当的导通与关断控制可以对直流侧电压进行调制, 从而在四象限变流器的输入端A、B生成一个与电网同步的脉宽调制波,记为
U S 。
2.2,单相四象限变流器交流电网侧等效电路
对于图1所示的单相四象限变流器主电路原理图，交流电网侧电路可以等效为图2。
图2 四象限变流器交流电网侧等效电路图
图2 四象限变流器交流电网侧等效电路图
2.3, 二次侧交流回路电压方程
由图2可以得到二次侧交流回路的矢量电压方程:
U N= U s－I N R N－jωL N I N ⑴
假设U N和U S之间的相位差为Ψ,在牵引工况下, U N和I N的相位差应为0°,则用该方程表示牵引工况的矢量如图3(a) 所示,此时U S滞后I N；而对于再生制动工况, U N和I N的相位差应为180°,该工况下的矢量如图3 (b) 所示,此时US超前U N。
(a) 牵引工况 (b) 再生工况
图3 四象限变流器控制矢量图
由方程(1) 和矢量图可知: 如果变压器二次侧电压U N和电感I N为已知量,那末只要控制了U S的幅值和相位,也就控制了I N的幅值和相位。反之,只要控制了I N的幅值和相位,也就控制了U S的幅值和相位,因此方程(1) 是实现四象限变流器控制的基本公式。通常采用的双闭环控制的原理就是由此而来,它是通过控制U S的幅值来调节I N的相位,保证交流侧电网的基波功率因数为1；而通过调节U S的相位来调节I N的幅值,保证直流侧电压U d的稳定。
3，单相四象限变流器控制策略
要使四象限变流器工作时达到单位功率因数，必须对电流进行控制，保证其为正弦且与电压同相或反相。根据有没有引入电流反馈可以将这些控制方法分为两种：没有引入交流电流反馈的称为间接电流控制，间接电流控制也称为相位幅值控制；引入交流电流反馈的称为直接电流控制。
3.1间接电流控制
⑴间接电流控制工作原理
间接电流控制没有引入交流电流控制信号，而是通过控制四象限变流器的交流输入端电压，间接控制输入电流，故称间接电流控制。又因其直接控制量为电压，所以又称为相位幅值控制。间接电流控制具体的数学公式为：
I N1=K p(U dg-U d)+1/T i∫(U dg-U d)dt
I N2= I d I d /U N
I N= I N1 + I N2
u s (t) = u N (t)-( I N R N sinωt+ I NωL N cosωt) ⑵
式中：K p和T i为PI调节器的参数；
U dg为中间直流侧电压给定值，
U d分别为中间直流电压实际值；
I d分别为中间直流电流实际值；
U N为交流侧电压的有效值；
u N (t)为交流侧电压的瞬时值；
I N为交流侧电流幅值的给定值；
ω为网侧电压角频率；
u s (t) 为电压的调制信号。
将电压调制信号u s(t)与三角载波比较，产生控制用的PWM信号，控制主电路的工作。
⑵间接电流控制原理图框图如图
图2间接电流控制框图
图中： PLL为锁相环, 用于保证所产生的i(T)与电网同步。
中间直流电压给定值U dg与反馈的中间直流电压实际值U d进行比较，若U dg＝U d时，误差ΔE=0, I N1保持恒定；若U dg＞U d时，误差ΔE＞0, I N1增大，I N增大，输入功率增大；若U dg＜U d时，误差ΔE＜0, I N1减小，I N减小，输入功率减小。通过电压反馈，改变输入电流的大小，调节输入的功率，从而维持中间直流电压的稳定。
交流侧指令电流幅值I N，经过两个乘法器转换成输入电流的有功分量i p和无功分量i q，分别经R和ωL环节，转换成电压信号。再与电源电压u N(t)相减后，便得到给定电压的调制信号u s(t)。将调制信号u s与三角波比较，产生控制用的PWM信号，控制主电路的工作。
⑶间接电流控制的优缺点
这种控制方式的电路简单。但由于缺少了电流环，响应速度受到一定程度的影响；另外，用到了电路参数R、L，电路参数与给定参数一致性较差，也会影响控制的精度。
3.2直接电流控制
与间接电流控制不同，在控制电路中引入交流输入电流反馈信号，对输入电流进行直接
控制，称为直接电流控制。根据电流跟踪方法的不同，直接电流控制可分为滞环电流控制、定时瞬时值电流控制、瞬态直接电流控制、预测直接电流控制等。
3.2.1,滞环电流控制
⑴滞环电流控制工作原理
滞环直接电流控制是将交流侧实际电流i N(t)与交流侧指令电流I N sinωt之差Δi经滞环比较，直接产生主电路开关通断所需的PWM信号。其数学公式为：
I N1=K p(U dg-U d)+1/T i∫(U dg-U d)dt
I N2= I d I d /U N
I N= I N1 + I N2
Δi= I N sinωt- i N (t)
S K=S K*(-ε＜Δi (t)＜ε)
S K=１(Δi (t)＞ε)
S K=0(Δi (t) ＜-ε)
K=1,2 ⑶
式中：i N (t)为交流侧电流的瞬时值；
S K=１，PWM信号为高电平；S K=0，PWM信号为低电平。
S K*为上一时刻的值，2ε为滞环的宽度。
当交流侧指令电流I N sinωt与交流侧实际电流i N(t)之差︱Δi（t）︳＜ε时, PWM信号保持不变；当Δi（t）＜-ε时，PWM信号为低电平，对应的开关管关断，电感L N释放能量，Δi（t）逐渐减小（支撑电容Cd充电）；当Δi（t）＞ε时，PWM信号为高电平，对应的开关管导通，电感L N储能，Δi（t）逐渐增大（支撑电容Cd放电）。
⑵滞环直接电流控制原理图框图如图
图3滞环电流比较法控制原理图
I N和一个与电压同相的单位正弦信号sinωt相乘得到指令电流I N sinωt，再与检测到的电流i N(t)比较，经过滞环产生PWM调制信号，对各开关器件进行控制，使交流侧的实际电流i N (t)始终跟踪指令电流I N sinωt。
⑶滞环直接电流控制的优缺点
滞环电流比较法控制实现很方便，控制简单，且控制误差可由滞环宽度调节，若设计合
适可达到较高的控制精度。但滞环电流比较法控制的不足之处是开关频率不固定，滤波器的设计复杂。
3.2.2,定时瞬时电流控制
⑴定时瞬时电流控制工作原理
定时瞬时电流控制的原理是在滞环电流控制的基础上，对滞环产生的PWM信号的开关频率进行限制。在实际控制电路中，只需在滞环电流控制PWM信号端加入一个D触发器，其时钟信号的频率即是PWM信号的开关频率。
⑵定时瞬时电流控制原理图框图
图4定时瞬时电流比较法控制原理图
⑶定时瞬时电流控制的优缺点
定时瞬时电流比较法控制可有效克服滞环电流控制开关频率变化的缺点，使开关频率固定。但电流跟踪误差受到电网电压影响，且控制电路要比滞环电流比较控制复杂。
3.2.3,瞬态直接电流控制
⑴瞬态电流控制工作原理
瞬态电流控制基本数学公式为：
I N1=K p(U dg-U d)+1/T i∫(U dg-U d)dt
I N2= U d I d /U N
I N= I N1 + I N2
u s (t) = u N (t)-( I N R N sinωt+ I NωL N cosωt)-K p［I N sinωt- i N (t)］⑷式中：K p是调节器的参数
与间接电流控制相比，瞬态电流控制引入了瞬态电流反馈，这是为了提高直流侧电压动态相应性能，提高直流侧电压稳定速度。
⑵瞬态直接电流控制原理图框图
图5瞬态直接电流控制原理图框图
交流侧指令电流幅值I N*，经过两个乘法器转换成输入电流的有功分量i p和无功分量i q，分别经R和ωL环节，转换为电压信号u L(t)。
I N*和一个与电压同相的单位正弦信号sinωt相乘得到指令电流I N*sinωt，与检测到的电流i N (t)减，再经比例放大转换为电压调节信号u i(t)
u L(t)、u i(t)再与电源电压u N(t)相减后，便得到给定电压的调制信号u s(t)。将调制信号u s 与三角波比较，产生控制用的PWM信号，控制主电路的工作。
⑶瞬态电流反馈分析
由四象限变流器牵引工况矢量图可知：I N必须与U N同相位，I N的幅值越大，则U L和U R 就越大，因而U s的幅值就越小，U s与U N的相位差ψ就越大；反之，I N的幅值越小，则U L和U R就越小，因而U s的幅值就越大，U s与U N的相位差ψ就越小。
若L↑R↑→U L↑U R↑→U s↓ψ↑→I N↑→I N*sinωt－i N(t)＜0→u N(t)- u i(t)＞u N(t)
→u s(t)↑ψ↓→i N(t)↓
若L↓R↓→U L↓U R↓→U s↑ψ↓→I N↓→I N*sinωt－i N(t)＞0→u N(t)- u i(t)＜u N(t)
→u s(t)↓ψ↑→i N(t)↑
瞬态电流控制引入了瞬态电流反馈，这是为了提高直流侧电压动态相应性能，提高直流侧电压稳定速度。
⑷瞬态直接电流控制的优缺点
瞬态电流控制引入了电流反馈，动态相应性能，直流侧电压稳定速度，控制精度较高，，开关频率固定，且单一桥臂的开关控制互补，便于系统的谐波分析。
3.2.3,预测直接电流控制
⑴预测直接电流控制工作原理
预测直接电流控制的控制策路为每经过一个PWM 开关周期T S ，使实际电流与指令电流相等。即在任一PWM 开关周期（t n , t n +T S ）内，电流必须满足：
i N (t n +T S )= i N (t n )
由于变压器绕组的电阻很小可忽略不计，可得瞬态电流控制基本数学公式为： I N1=K p (U dg -U d )+1/T i ∫(U dg -U d )dt I N2=U d I d /U N I N = I N1 + I N2
sin s N p N N u u K I t i --（t ）＝（t ）［ω（t ）］
⑸
式中：K p 是调节器的参数
K p =L N /T C ，T C 是三角载波的周期
将调制信号u s 与三角波比较，产生控制用的PWM 信号，控制主电路的工作。
⑵预测直接电流控制原理图框图
图4 预测电流控制原理图
⑶预测直接电流控制的优缺点
预测直接电流控制，同瞬态电流控制一样引入了电流反馈，动态相应性能好，直流侧电压稳定速度，控制精度较高。开关频率固定，且单一桥臂的开关控制互补，便于系统的谐波分析。
通过以上五种控制策略的分析讨论可得出以下结论：瞬态电流控制和预测电流控制是两种较好的控制策略，适合与实际工程应用。
4，多重四象限变流器并联控制策略
在交流传动电动车组上,有多个牵引变流器,每个牵引变流器又有两个四象限变流器并联供电。为使供电网上谐波电流最小，通常的做法是：使各四象限变流器的三角载波相互错开一定的角度。这样做法的好处是，各四象限变流的输入电流的高次谐波互相错开，使各四
象限变流的电流的高次谐波，在变压器一次侧相互部分抵消，从而使供电网上总谐波电流减小。
4.1，同一牵引变流器的两个四象限变流器控制策略
同一牵引变流器的两个四象限变流器，三角载波相互错开角度：α＝90°。如图所示：
图9 两台四象限变流器的三角载波
4.2，不同牵引变流器的两个四象限变流器控制策略
设动车组由N辆动车，每动车组有一台牵引变流器，每台牵引变流器有两个四象限变流器，则控制策略如下：
①同一牵引变流器的两个四象限变流器，三角载波相互错开角度：α＝90°；
②相邻牵引变流器，三角载波相互错开角度：β＝(90/N)°。
国家新能源示范城市吐鲁番示范区屋顶光伏电站暨微电网试点工程 储能双向变流器 招标文件 （技术规范书） 招标人：龙源吐鲁番新能源有限公司 设计单位：龙源（北京）太阳能技术有限公司 二零一二年七月
目录 1 总则 (1) 2 工程概况 (3) 3 储能系统储能双向变流器技术规范 (5) 3.1相关概念及定义 (6) 3.2设计和运行条件 (6) 3.3规范和标准 (7) 3.4技术要求 (9) 3.4.1 储能双向变流器技术要求 (9) 3.4.2 变流器通讯设置要求 (14) 3.4.3设备及元器件品质承诺 (16) 3.5包装、装卸、运输与储存 (16) 3.5.1 概述 (16) 3.5.2 包装 (16) 3.5.3 装运及标记 (17) 3.5.4 装卸 (18) 3.5.5 随箱文件 (19) 3.5.6 储存 (19) 3.5.7 质量记录 (19) 3.6性能表（投标人细化填写） (19) 4 安装、调试、试运行 (21) 4.1安装 (21) 4.2设备调试 (22) 4.3设备试运行 (22) 5 质量保证和试验 (22) 5.1质量保证 (22)
5.2试验 (23) 5.3型式试验 (23) 5.4工厂试验FAT (23) 5.5现场试验SAT (24) 5.5.1 现场调试 (24) 5.5.2 现场试验 (24) 5.6整体考核验收 (24) 附录1 技术差异表 (25) 附录2 供货范围 (26) 附录3 技术资料及交付进度 (28) 附录4 设备检验和性能验收试验 (34) 附录5 技术服务和设计联络 (37) 附录6 投标文件附图 (41) 附录7 运行维护手册 (42) 附录8 投标人需要说明的其他技术问题 (43)
储能行业报告 目录第一章中国储能行业发展综述第一节储能行业定义及分类（一）、储能行业定义 （二）、储能行业分类 （三）、储能行业生命周期分析第二节储能行业政策环境分析（一）、世界各国对储能产业的主要激励政策 （1）、日本储能产业激励政策 1.1 资金投入与对技术研发的支持 1.2 对资金、技术、市场、示范项目等方面的扶持 （2）、美国储能产业激励政策 2.1 立法支持 2.2 财政扶持与激励机制 （二）、各国储能激励政策对中国启示与参考 （1）、明确储能规划，并实现储能与新能源发展的同步进行（2）、价格政策、投资回报机制等激励性政策的制订 （3）、技术标准、管理规则的配套与规范 （三）、中国储能相关的产业政策第三节储能行业经济环境分析（一）、国际宏观经济环境分析 （1）、21xx年世界经济运行的主要特点 （2）、影响世界经济运行的主要因素 （3）、对2xxx年世界经济运行的初步判断
（4）、外部环境对我国经济的影响 （二）、国内宏观经济环境分析 （三）、行业宏观经济环境分析第二章中国储能行业必要性与前景分析第一节储能行业必要性分析 （一）、全球面临能源与环境的挑战 （1）、能源供需矛盾突显 （2）、环境污染、气候恶化形势严峻 （二）、应对挑战，能源领域亟需变革 （1）、能源供应的变革 （2）、能源输配的变革 （3）、能源使用的变革 （三）、储能技术已成为阻碍变革进程的技术瓶颈 （1）、新能源大规模使用与并网智能电网的矛盾 （2）、电网调峰与经济发展水平的矛盾 （3）、新能源汽车的推广，储能技术的突破是关键 （4）、节能环保需要储能技术的推动第二节储能行业发展状况（一）、抽水蓄能电站进入建设高峰期 （1）、规划总量分析 （2）、选点区域分析 （3）、核准建设项目分析 （二）、掌握部分电化学储能关键技术 （三）、锂离子电池是新增投资重点
风电变流器简介 快速浮点运算能力的“双DSP的全数字化控制器”；在发电机的转子压定向矢量控制策略；系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术，核心控制采用具有防尘、防盐雾等运行要求。 变流器可根据海拔进行特殊设计，可以按客户定制实现低温、高温、和最大功率点跟踪控制功能。功率模块采用高开关频率的IGBT功率QHVERT-DFIG型风电变流器基本原理 器件，保证良好的输出波形。这种整流逆变装置具有结构简单、谐波制，是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。 变流器工作原理框图如下所示： 统，实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦控能质量。这种电压型交-直-交变流器的双馈异步发电机励磁控制系含量少等优点，可以明显地改善双馈异步发电机的运行状态和输出电变流器提供实时监控功能，用户可以实时监控风机变流器运行状态。侧变流器实现定子磁场定向矢量控制策略，电网侧变流器实现电网电本文将针对市场上主流的双馈型风电变流器进行简介。 型风电变流器系统功能 变流器通过对双馈异步风力发电机的转子进行励磁，使得双馈发电机关，目前已实现规模化的生产。 06年成功研制第一台风电变流器以来，不断寻求技术革新严把质量风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，我国变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。 的定子侧输出电压的幅值、频率和相位与电网相同，并且可根据需要风能资源丰富，近几年来国家政策也大力扶持风电产业。我公司自求扩展），用户可通过这些接口方便的实现变流器与系统控制器及风进行有功和无功的独立解耦控制。 机和电网造成的不利影响。 变流器提供多种通信接口，如Profibus, CANopen等（可根据用户要场远程监控系统的集成控制。 变流器控制双馈异步风力发电机实现软并网，减小并网冲击电流对电转子侧逆变器、直流母线单元、电网侧整流器。 原理图如下： 控制器、监控界面等部件。 变流器主回路系统包含如下几个基本单元： QHVERT-DFIG型风电变流器系统构成 变流器由主电路系统、配电系统以及控制系统构成。包括定子并网开关、整流模块、逆变模块、输入/输出滤波器、有源Crowbar电路、功率柜主要由功率模块、有源Crowbar等构成。 功率柜：主要负责转子滑差能量的传递。 并网柜：主要用于变流器与发电机系统和电网连接控制、一些控制信控制柜主要由主控箱、PLC、滤波器、电源模块等组成。 并网柜主要由断路器、接触器、信号采集元件、UPS、加热器、信号变流器控制结构框图如下： 接口部分等构成。 号的采集以及二次回路的配置。 上述各功能分配到控制柜、功率柜、并网柜中： 约了机舱空间，柜中还可提供现场调试的220V电源。 成有并网控制系统，用户无须再配置并网柜，提高了系统集成度，节制指令,控制变流器的运行状态 控制系统由高速数字信号处理器（DSP）、人机操作界面和可编程逻配电系统由并网接触器、主断路器、继电器、变压器等组成，自身集辑控制器（PLC）共同构成。整个控制系统配备不间断电源（UPS），控制柜：控制柜主要对采集回的各种模拟数字信号进行分析,发出控便于电压跌落时系统具有不间断运行能力。 成功满发，截止目前运行状态稳定。 附：北京清能华福风电技术有限公司简介 目前在赤峰、大安等风场正陆续进行变流器吊装施工。 限公司自主研发的1.5MW风电变流器在国电联合动力技术有限公司北京清能华福风电技术有限公司成立于2006年7月，由“国内高压变求。 2009年12月28日经过2天的现场调试，北京清能华福风电技术有及其现场调试所相关技术人员的支持下，已于哲里根图风场全部并网公司坐落于中关村科技园，依托清华大学电力系统国家重点实验室的厚的资金、科研、市场、服务实力，为国家大力鼓励、扶持的风力发电事业，提供其拥有自主知识产权的核心装备——兆瓦级风力发电机变流器及其电控系统。一流技术以及利德华福专业化、规模化、现代化的生产厂房，凭借雄以达到满功率发电和连续运行的要求，系统品质达到了风场应用的要资控股，是专门从事开发、制造风电变流器与控制系统产品的高新技术企业。 频器领域最具影响力的企业”——北京利德华福电气技术有限公司投3月至今，在河北建设投资公司和东方汽轮机有限公司的支QHVERT-DFIG型风电变流器具有以下一些特点： 优异的控制性能 完备的保护功能 少发电机损耗，提高运行效率，提升风能利用率。 风速范围内的变速恒频发电，改善风机效率和传输链的工作状况，减 型风电变流器技术特征 型风电变流器可以优化风力发电系统的运行，实现宽良好的电网适应能力 具备高可靠性，适应高低温、高海拔等恶劣地区运行 变流器在河北海兴风电场成功并网发电，通过240小时验收，目前已无故障连续运行8000多小时。成功经历了夏季高温、冬季降雪后的持下，北京清能华福风电技术有限公司自主研发生产的1.5MW风电QHVERT-DFIG型风电变流器最新动态 模块化设计，组合式结构，安装维护便捷 2丰富的备品备件；专业、快速的技术服务 低温、海边盐雾等运行环境的考验，事实证明了：清能华福变流器可
广州智光电气股份有限公司 2019年度董事会工作报告 2019年度，公司董事会紧密围绕公司发展战略部署和责任目标，积极改善公司的经营状况，严格按照《公司法》、《证券法》、《深圳证券交易所股票上市规则》、《深圳证券交易所上市公司规范运作指引》等法律法规以及《公司章程》、《董事会议事规则》等相关规定，本着对全体股东负责的精神，认真履行有关法律、法规赋予的职权，积极有效地推进董事会各项决议的实施，不断完善公司治理水平和规范运作，推动公司各项业务的健康稳定发展。 现将公司董事会2019年主要工作情况报告如下： 一、公司经营情况 （一）总体经营情况 2019年度，公司实现营业收入255,361.60万元，同比下降5.52%，实现归属于上市公司股东的净利润11,251.18万元，同比增长42.56%。 （二）各项业务经营情况 1、基于以电力电子技术为核心的研发平台，坚持技术创新提升产品综合竞争力 在高压变频领域，公司研发的第四代高压变频系统在报告期末已量产出货，新一代的高压变频系统，在整机体积、标准化程度及整体综合性能均等方面处于行业领先水平。公司主营高压变频系列产品继续保持重要行业领先地位，自主研制的超大容量高压变频系统仍是国产替代进口的强有力的产品。公司践行国家“一带一路”的发展战略，多个项目在不同国家开花结果，如非洲纳米比亚的海外变频项目成功投运、巴基斯坦2*300WM电厂一次风机高压变频完成调试并顺利交付、柬埔寨文龙水泥厂高压变频系统成功投运、神华印尼爪哇7号 2*1050MW 燃煤发电工程#1机组一次性通过168小时满负荷试运等重大项目。
在港口岸电领域，公司研发出新一代电压快速控制岸电电源技术，进一步提高岸电系统的响应速度和可靠性。2019年，岸电改造市场实现回暖，公司岸电业务同比增长。公司累计实施改造的高压岸电泊位数为全国领先，目前已广泛应用在天津、青岛、宁波、福州、厦门、深圳、广州等各大港口。 在储能电站领域，智光储能是级联型高压直挂储能技术的市场倡导与践行者，其高压级联型储能系统获得中电联组织的专家组“整体国际先进，部分指标国际领先”的评价。智光储能完成6kV储能系统、10kV储能系统、630kW高性能系列储能系统、6MW级储能检测平台、电池梯次利用储能系统的研制。6kV储能系统、10kV储能系统已通过中国电科院、广东电科院的现场技术测试，并承担相关标准的编制工作。报告期内五沙电热储能项目已投产，江苏万邦储能、茂名电厂、广州中新知识城粤芯电化学储能电站等储能项目正在建设中。 在大容量SVC产品领域，完成高功率密度与高可靠性技术升级设计及升级后产品的投运，为后续进入更大容量SVC系统奠定坚实基础；基于GOOSE技术的第四代消弧控制器的样机研制工作基本完成，为后续消弧选线产品的功能与性能提升，提供了技术保障。 在安全智能电源（UPS）领域，公司控股孙公司广东创电科技发展有限公司完成舰船大功率、轨道交通大功率可靠供电系统的研发，与某单位签署了用于舰船的特殊电源供货合同，同时中标北京轨道交通3号线、地铁房山线、成都地铁9号线、17号线、18号线部分UPS电源系统项目。 报告期内公司已完成并发布的团体标准《电化学储能系统用电池管理系统技术规范》、《电化学储能系统评价规范》； 2019年正在起草中的国家、行业及团体标准有《能源互联网与储能系统互动规范》、《消弧线圈并联低电阻接地装置》、《调速电气传动系统第7-202部分：电气传动系统的通用接口和使用规范2型规范说明》、《调速电气传动系统第3部分：电磁兼容性要求及其特定的试验方法》、《电化学储能电站检修规程》、《储能变流器与电池管理系统通讯协议》、《三相储能变流器上位机Modbus监控协议》。相关产品和系统的标准的参与起草也凸显公司以电力电子技术为核心的技
储能逆变器的控制策略研究 发表时间：2018-05-30T10:13:41.427Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：杜学平 [导读] 摘要：目前我国经济发展十分快速，电力行业越来越普遍，随着分布式电源不断接入电网和微电网系统的发展，微电网对系统的运行稳定性及供电可靠性都提出了一定的要求。 （青岛科技大学自动化与电子工程学院山东青岛 266199） 摘要：目前我国经济发展十分快速，电力行业越来越普遍，随着分布式电源不断接入电网和微电网系统的发展，微电网对系统的运行稳定性及供电可靠性都提出了一定的要求。储能系统应运而生，储能系统可以存储过剩的电能，在发电能力较弱时再放出电能给负载供电，实现削峰填谷，完美解决新能源间歇性发电的问题。储能系统在微电网中发挥着非常重要的作用，而储能逆变器又是储能系统中的核心部分，因此储能逆变器的控制策略研究是非常有实用价值的。 关键词：储能；逆变器；控制策略；研究 1系统结构和基本原理 图1 系统结构简图 以电池为介质的储能系统主要由电池及其管理系统（风能、太阳能的储能系统）和能量转换系统（ＰＣＳ）两个部分组成（如图1所示）。电池通过ＰＣＳ与电网交换能量（或离网负载），根据实际需要储存或释放能量。作为电池与大电网之间接口的ＰＣＳ，实际上是大功率的电力电子变流器，此处ＰＣＳ特指储能逆变器（储能变流器）。 常见的储能逆变器分为单级型和多级型两种主要形式。单级型储能变流器的拓扑仅由一个ＡＣ／ＤＣ环节构成，其优点是结构简单、控制方法简便，逆变器损耗低，能量转换效率高。但是存在以下缺点：1）一个AC-DC不可以充分多路输出；2）电池电压的工作范围不能灵活控制；3）电池电压固定不能灵活分配。由于以上确定我们选择两多级型，我们选择两级，增加一级隔离DC-DC的控制，该级控制可以根据功率灵活的扩展DC-DC通道的数量和输出电压的大小（如图2所示）。 1.1 AC-DC部分介绍： AC-DC部分拓扑采用三电平，其中开关频率为20K，功率器件为：初步选定英飞凌的DF100R07W1H5FP_B3的IGBT模组。此部分效率可达到98%。在大功率PWM变流装置中，常采用三点式电路，这种电路也称为中点钳位型（Neutral Point Clamped）电路（如图3所示）。与两点式PWM相比，三点式PWM调制主要有以下优点，一是对于同样的基波与谐波要求而言，开关频率可以低得多，从而能够大幅度减少开关损耗；二是主功率器件断开时所承受的电压仅为直流侧电压的一半，因此这种电路应用在高电压大容量的产品上特别合适。在控制策略方面，在传统的PWM整流器双闭环控制的基础上，采用内模控制代替电流内环PI调节器，以提高系统的鲁棒性能、跟踪性能和动态响应能力。 图2 两级PCS框图图3 AC-DC主原理图 1.2 DC-DC部分介绍： DCDC部分拓扑采用CLLC准谐振开关技术，开关频率100K或者是更高频率，功率器件采用单管MOS并联组成（并联数量根据功率确定，具体原理框图见图4）。功率器件为：初步选定英飞凌的IRFP4668P6F。此部分效率可达到90%以上。隔离DC/DC部分采用CLLC谐振软开关技术，它应用谐振的原理，使开关器件中的电流（或电压）按照正弦或标准正弦规律变化。当电流通过零点时，使器件关断（或电压为零时，器件打开），从而减少开关损耗。它不仅可以解决硬开关变换器中的硬开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题并且还能解决二极管反向恢复问题，对于由于硬开关引起的EMI 等问题也有很好的改善。这种拓扑结构，电路结构简单，工作效率高，并在输入电压和负载变化范围很宽的情况下依旧具有良好的电压调节特性，不仅可以在原边实现开关管 ZVS，还可以使副边整流管实ZCS，且原副边管子的电压应力较低。 图4 DC-DC 原理框图 2、几种必要的控制模式 2.1并网模式到孤岛模式： 储能逆变器并网模式到离网模式的切换分为两种主动切换和被动切换。主动切换指人为的把储能逆变器离网；被动切换指因电网故障或者电压过低等原因，储能逆变器受到不良影响，把储能逆变器切离电网ＰＷ。主动切换情况下，电网电压幅值和频率等指标正常，此时模式切换策略较为简单，只需要提供一个与电网电压相同的量作为离网模式下储能逆变器控制策略的参考值，在断开开关的同时控制方式切换为ＶＦ，电压外环给定值为电网电压幅值和频率。被动切换情况下，电网电压幅值和频率等指标可能不正常，此时的控制策略需参考
微电网电气系统项目 立项报告书 中船重工（武汉）凌久电气有限公司2013年04月02日
一、立项背景 1.1 孤岛型微电网需求迫切 近年来随着我国经济的不断发展以及海洋权益维护局势的日益严峻以及西北偏远地区经济发展迅猛，引起了全社会的的高度关注，岛屿的战略价值和经济价值都非常高，而很多西北内陆也是国家经济、旅游事业的发展重点。由于这些待开发的区域地处偏远，大电网无法延伸至此，通常使用柴油发电作为主要能源，甚至是唯一提供电力的能源，这种供电方式，需要持续性地提供柴油补给，不仅用电成本高，而且柴油的补给受到地理、气候、成本以及技术等多方面原因的影响。因此，有效开发利用可再生能源，为偏远地域提供可靠、高效、可持续供应的清洁能源将关系到未来区域经济、资源的开发与发展。 因此，为增强在新能源领域的影响力，拓展微电网领域的经济布局，重庆海装风电设备有限公司（以下简称海装风电）结合自身在风电行业的发展特点，充分利用其在西北地区的市场资源以及集团公司在海军市场的独特优势，正在积极进入孤岛型微电网供电系统项目的市场，以谋求在该领域发展初期就能取得良好开局，为今后新能源的微电网系统项目的发展打下坚实基础。 1.2 孤岛型微网控制与配电系统研发的必要性 根据我国军事、经济等战略需求，关于孤岛型微电网，海装风电提出一种以风能为主、柴油为辅的孤岛式发电系统，风力发电与柴油发电机组属于不同形式的能源，其发电原理及输电、配电设计上存在一定差异，因此，该系统则需要对微电网供电系统重新规划、设计，研制出一个稳定的、健壮的、最大利用风能的微电网供电系统。当前海装风电已与敦煌雅丹国家地质公园达成协议，进行孤岛型微电网供电系统的项目开发合作。 我公司是海装风电股东单位，与海装风电技术合作已有8年，主要为重庆海装提供风电控制系统。此次海装风电进入孤岛型微电网项目也为我们进入该领域的控制与配电迎来了一个良好的发展契机。根据市场咨询公司M&M发布的一份报告，全球未来10年在微电网系统的年增长率预计12%，主要分区域有：北美、欧洲、亚太地区及其他。亚太地区将是增长最快的市场，中国、印度将领导亚太地
FREQCON变流简介 ——by郭锐FREQCON变流器总体结构图 各部分简介 变压器支架 620/400V自耦变压器——提供机组动力用电和控制用电。总容量40KVA，副边22.4KVA 提供主控柜，变流柜用电。17.5KVA 提供机舱用电。 IGBT2冷却风扇——风冷系统循环动力 制动电阻 制动电阻箱——消耗直流母线上过高的能量。网侧故障后的能量消耗，低电压穿越。 电抗器支架 网侧空开——风机的并网与脱网控制。过流、短路等保护功能。注意保护后复位按钮弹出需回复。 电流互感器——完成电流变送。变比：1/2000。原理：二次侧短路的特殊变压器，二次侧相当于一个电压源。 3组（六个）交流电抗器——与网侧电容、变压器构成LCL滤波。 3个直流电抗器——直流斩波升压电抗器。 第 1 页
变流柜 变流柜由低压配电柜、主控柜、IGBT柜1、IGBT柜2、电容柜5部分组成。 变流柜背后风道 变流柜模块图 每只IGBT模块包含一个智能半桥模块（半桥由串联的两个IGBT和与之反并联的二极管组成，分别称为上桥臂和下桥臂）、16只支撑电容、4只吸收电容、4只均压电阻、1块过压保护板、直流端2只快熔组成。 构成三相全桥不可控整流。 变流器在整个风机的作用 叶轮系统在风作用下受到气动扭矩Ta，叶轮——发电机系统转动会因轴承滚动摩擦、风阻等受到与选中方向相反的摩擦力矩Tf，叶轮带动发电机转动，转子上的永磁体旋转切割定子绕组产生感应电势，如果如果定子绕组中有电流流过将产生电枢反应，通过磁场的作用产生阻碍转子转动的电磁力矩Te。在这几个扭矩作用下，叶轮——发电机系统刚体动力学方程如如上所示。由方程可知当Ta>Tf+Te时，叶轮——发电机系统将在启动力矩作用下转速上升。反之转速将下降。Tf基本为恒量。因此想要调节叶轮转速可以通过调节Ta、Te。由此产生了两种调节方法：一个是变桨调节起动扭矩；另一个是调节发电机电磁扭矩。因此从控制角度来看，变流器需要具有调节发电机电磁扭矩的作用。从能量角度来看风能转化成叶轮系统旋转机械能再通过发电机转换成电能，变流系统需要将发电机发出电能转换成与电网频率、相位、幅值相对应的交流电。完 第 2 页
四象限变流器控制策略的探讨 1,概述 交流传动技术是我国铁路牵引动力发展的主要方向。对于单相供电牵引主变流器来说，电源侧四象限变流器是整个牵引系统的重要组成部分，对四象限变流器的控制策路对电网中的动率因数和电网电流中的高次谐波的含量有着决定性的影响。对四象限变流器的控制必须达到以下两个目的：①但电网电压或负载发生变化时，维持中间回路直流电压的恒定；②使电网电流接近正弦波，电网功率因数接近于1，电网电流中的高次谐波的含量尽可能小，满足轨道电路对谐波电流限值的要求。 2,单相四象限变流器工作原理 2.1,单相四象限变流器主电路原理图 图1 单个四象限变流器主电路原理图 图1中：方框部分是变压器牵引绕组的等效电路，L N 和R N 分别为折合到二次侧的牵引变压器绕组的漏感和电阻。L2 和C2 构成二次滤波回路, C d 为直流侧支撑电容。U N 为变压器二次侧电压矢量, I N1 为变压器二次侧电流的基波矢量, V1～V4 为可关断电力电子开关器件, D1～D4 为功率二极管, 通过对V1～V4 进行适当的导通与关断控制可以对直流侧电压进行调制, 从而在四象限变流器的输入端A、B生成一个与电网同步的脉宽调制波,记为 U S 。 2.2,单相四象限变流器交流电网侧等效电路 对于图1所示的单相四象限变流器主电路原理图，交流电网侧电路可以等效为图2。 图2 四象限变流器交流电网侧等效电路图
图2 四象限变流器交流电网侧等效电路图 2.3, 二次侧交流回路电压方程 由图2可以得到二次侧交流回路的矢量电压方程: U N= U s－I N R N－jωL N I N ⑴ 假设U N和U S之间的相位差为Ψ,在牵引工况下, U N和I N的相位差应为0°,则用该方程表示牵引工况的矢量如图3(a) 所示,此时U S滞后I N；而对于再生制动工况, U N和I N的相位差应为180°,该工况下的矢量如图3 (b) 所示,此时US超前U N。 (a) 牵引工况 (b) 再生工况 图3 四象限变流器控制矢量图 由方程(1) 和矢量图可知: 如果变压器二次侧电压U N和电感I N为已知量,那末只要控制了U S的幅值和相位,也就控制了I N的幅值和相位。反之,只要控制了I N的幅值和相位,也就控制了U S的幅值和相位,因此方程(1) 是实现四象限变流器控制的基本公式。通常采用的双闭环控制的原理就是由此而来,它是通过控制U S的幅值来调节I N的相位,保证交流侧电网的基波功率因数为1；而通过调节U S的相位来调节I N的幅值,保证直流侧电压U d的稳定。 3，单相四象限变流器控制策略 要使四象限变流器工作时达到单位功率因数，必须对电流进行控制，保证其为正弦且与电压同相或反相。根据有没有引入电流反馈可以将这些控制方法分为两种：没有引入交流电流反馈的称为间接电流控制，间接电流控制也称为相位幅值控制；引入交流电流反馈的称为直接电流控制。 3.1间接电流控制 ⑴间接电流控制工作原理 间接电流控制没有引入交流电流控制信号，而是通过控制四象限变流器的交流输入端电压，间接控制输入电流，故称间接电流控制。又因其直接控制量为电压，所以又称为相位幅值控制。间接电流控制具体的数学公式为： I N1=K p(U dg-U d)+1/T i∫(U dg-U d)dt I N2= I d I d /U N I N= I N1 + I N2
2018年储能双向变流器及储能系统集成产业化项目可行性研究报告 2018年12月
目录 一、项目概况 (3) 二、项目建设背景 (3) 1、储能商业化应用提速发展 (3) 2、国内储能扶持政策逐步加力 (4) 三、项目建设必要性 (6) 1、迅速占领市场，赢得市场先机 (6) 2、优化产品结构，形成新的利润增长点 (6) 3、发挥与光伏逆变器业务的协同优势 (6) 四、项目产品和技术方案 (7) 7 1、集中式交流储能变流器 .................................................................................... 7 2、分布式直流储能变流器 .................................................................................... 五、项目建设方案 (8) 1、主要原材料和辅料供应情况 (8) 8 2、项目建设方案 .................................................................................................... （1）工程费用 (8) （2）设备费用 (8) 六、项目经济效益分析 (10)
一、项目概况 项目建设期为18个月，在项目期内将完成厂房建设、储能双向变流器生产线建设、办公及配套设施建设、人员配置等。 项目总投资11,477万元，具体概算如下： 二、项目建设背景 1、储能商业化应用提速发展 当前全球能源转型迫在眉睫，伴随新能源产业的迅速发展，全球的储能行业革命正在进一步的深化过程中。储能技术应用广泛，市场需求潜力较大，是能源互联网中的关键环节，主要体现在以下几个方面： 第一，光伏与风电等间歇性电源输出不稳定，光伏发电集中在白天阳光充足的时间，风力发电受风量风速等直接影响，当其发电量提升时，其不稳定电量会对电网造成一定的冲击，这就需要配套一定比
储能系统技术要求 1、电储能系统涉及的标准及规范 IEC62619：2017《含碱性或其他非酸性电解质的锂蓄电池和锂蓄电池组工业用锂蓄电池和锂蓄电池组的安全性要求》 GB/T34131-2017《电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范》 2、电池储能容量按250kW*4h设计，其主要功能如下： 1）削峰填谷 即根据系统负荷的峰谷特性，在负荷低谷期储存多余的光能，同时还可以从电网吸收功率和能量；在负荷高峰期释放储能电池中储存的能量，从而减少电网负荷的峰谷差，降低电网供电负担，一定程度上还能使光伏发电在负荷高峰期发电出力更稳定。 2）平滑波动 通过储能系统快速调节，可防止负载波动、电压下跌和其他外界干扰所引起的电网波动对系统造成大的影响，保证电力输出的品质和可靠性。储能系统不仅保证系统的稳定可靠，还是解决诸如电压脉冲、涌流、电压跌落和瞬时供电中断等动态电能质量问题的有效途径。 电池储能装置的布置和安装应方便施工、调试、维护和检修，若有特殊要求应特别注明。 储能电池日历寿命需大于11年（仍然可以保持一定容量的充放电能力，整个储能系统仍然可以正常运行）。 在电池仓内环境温度控制的环境下，运行容量不小于1MWh，锂电池按照0.5C 充放电及DOD 90%设计，投标人需保证循环次数不得低于4000次。 冷却方式若为风冷，应配有风管接口。 电池在充放电过程中外部遇明火、撞击、雷电、短路、过充过放等
各种意外因素，不应发生燃烧或爆炸。 在技术解决方案中，投标人应明确说明为保证电池各项指标的均衡性所采取的措施，避免因单体电池或电池模块电池特性差异较大而引起整组电池性能和寿命下降。 投标人需要提供的特性说明及特性曲线： ●可选的充放电方式； ●循环次数与充放电深度关系曲线（含单体电池及电池组曲线）； ●循环次数与充放电功率的关系曲线（含单体电池及电池组曲线）； ●不同运行功率下变流器的效率曲线； ●运行电压与温度关系曲线（含单体电池及电池组曲线）； ●电池容量与温度关系曲线（含单体电池及电池组曲线）； ●电池充放电倍率与容量关系曲线（含单体电池及电池组曲线）； ●在一定条件下，年度电池容量衰减的保证值（单元系统的保证值）； ●电池充电特性曲线（单体电池曲线）； ●电池放电特性曲线（单体电池曲线）； ●电池耐过充能力说明（单体电池曲线）； ●电池长期正常运行后的端电压偏差范围（单体电池曲线）； ●电池系统的电池巡检和保护功能； ●电池系统的电磁兼容性能测试报告； ●箱体保温、散热、防雨、防腐措施及方案及类似箱体成功运行案例。上述文件投标方需完整提供，并承诺与实际提供产品完全保持一致。 储能电池短名单厂家：宁德时代、杉杉储能、阳光电源、比亚迪、科陆电子或同等品牌。
风电变流器简介 风能作为一种清洁得可再生能源,越来越受到世界各国得重视,我国风能资源丰富,近几年来国家政策也大力扶持风电产业。我公司自06年成功研制第一台风电变流器以来,不断寻求技术革新严把质量关,目前已实现规模化得生产。 本文将针对市场上主流得双馈型风电变流器进行简介。 QHVERT-DFIG型风电变流器系统功能 变流器通过对双馈异步风力发电机得转子进行励磁,使得双馈发电机得定子侧输出电压得幅值、频率与相位与电网相同,并且可根据需要进行有功与无功得独立解耦控制。 变流器控制双馈异步风力发电机实现软并网,减小并网冲击电流对电机与电网造成得不利影响。 变流器提供多种通信接口,如Profibus, CANopen等(可根据用户要求扩展),用户可通过这些接口方便得实现变流器与系统控制器及风场远程监控系统得集成控制。 变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。 变流器提供实时监控功能,用户可以实时监控风机变流器运行状态。变流器可根据海拔进行特殊设计,可以按客户定制实现低温、高温、防尘、防盐雾等运行要求。 QHVERT-DFIG型风电变流器基本原理 变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术,核心控制采用具有快速浮点运算能力得“双DSP得全数字化控制器”;在发电机得转子侧
变流器实现定子磁场定向矢量控制策略,电网侧变流器实现电网电压定向矢量控制策略;系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网与最大功率点跟踪控制功能。功率模块采用高开关频率得IGBT功率器件,保证良好得输出波形。这种整流逆变装置具有结构简单、谐波含量少等优点,可以明显地改善双馈异步发电机得运行状态与输出电能质量。这种电压型交-直-交变流器得双馈异步发电机励磁控制系统,实现了基于风机最大功率点跟踪得发电机有功与无功得解耦控制,就是目前双馈异步风力发电机组得一个代表方向。 变流器工作原理框图如下所示: QHVERT-DFIG型风电变流器系统构成
版本号 V1.0 PSCONVERTER-I10/3 三相储能变流器 用户使用手册 天津天海源电气技术有限责任公司 Tianjin THY -Electric Power Technology Co., Ltd
目录 一关于本手册的说明 (1) 1.1 前言 (2) 1.2 内容介绍 (2) 1.3 面向读者 (3) 1.4 手册使用 (3) 二安全须知 (4) 2.1 用户须知 (5) 2.2 安全标志约定 (5) 2.3 安全注意事项 (5) 三PSCONVERTER-I10/3三相储能变流器简介 (7) 3.1 简介 (8) 3.2 产品性能特点 (8) 3.3 产品原理图 (10) 四操作指导 (12) 4.1 上电前检查 (13) 4.2 上电操作 (14) 4.3 断电操作 (15) 4.4 变流器工作状态 (16) 五触摸屏监视终端和上位机监控软件操作说明 (17) 5.1 触摸屏监视终端 (18) 5.1.1 触摸屏监视终端简介 (18) 5.1.2 触摸屏监视终端操作步骤 (20) 5.2 上位机监控软件 (20) 5.2.2 上位机监控软件功能简介 (21) 5.2.2 上位机监控软件功能操作步骤 (23) 六故障诊断及排除 (24) 6.1 故障和告警类型 (25) 6.2 上位机监控软件故障 (26) 6.3 其他故障 (26) 七例行维护 (27) 7.1 维护周期 (28) 7.2 可视化检查系统状态 (28) 7.2.1 变流器箱体 (28) 7.2.2 变流器周围的环境 (29) 7.3 接线端子紧固性检查 (29) 7.3.1 内部器件检查 (29) 7.3.2 插头的安装检查 (30) 7.4断路器的检查与维护 (30) 八典型应用 (31)
中国化学与物理电源行业协会团体标准 《储能变流器与电池管理系统通信协议第1部分：CAN通信协议》编 制说明 一、工作简况 1、任务来源 随着我国能源结构的转型，储能系统的重要性日益凸显，而电化学储能系统具有适应频繁的充放电转换、毫秒级的响应速度、较高的容量等特点，得到了快速的发展和广泛的应用。电化学储能系统中电池管理系统（BMS）与储能变流器（PCS）的通信直接影响系统的安全可靠运行，通过通信可以有效上送电池的健康状态，请求正确的充放电功率，在电池故障时及时发送停机指令确保系统安全。对于不同厂家生产的BMS及PCS，规范通信接口及通信协议可以极大减少系统软件开发的工作量，有效实现储能系统的标准化，提高储能系统的可靠性，对于行业发展具有重大意义。 目前，国内外尚无公开的关于PCS与BMS间通信协议的国家标准或行业标准。随着国内储能应用场景日渐增多，各储能系统厂家采用的通信协议差异较大，从而严重阻碍了行业的发展和进步，因而急需制定PCS与BMS通信协议标准。根据当前行业技术现状，应用的主流通信协议包括CAN通信协议、Modbus通信协议和基于以太网的通信协议。本项目针对CAN通信协议在PCS与BMS通信中的应用进行标准化工作。 本标准由中国化学与物理电源行业协会提出和组织，科华恒盛股份有限公司和上海电气国轩新能源科技有限公司等国内主要的储能系统厂家、运营商、研究所和认证机构共同参加《储能变流器与电池管理系统通信协议第1部分：CAN通信协议》协会团体标准的编制。 2、主要工作过程 为了做好标准启动工作，2019年07月10日，中国化学与物理电源行业协会下发了“关于征集团体标准《储能变流器与电池管理系统通讯协议》起草工作组成员的通知”，吸纳国内外主要储能系统厂家、运营商、研究所和认证机构加入《储能变流器与电池管理系统通讯协议》协会团体标准工作组。 2019年8月21号，中国化学与物理电源行业协会组织标准起草工作组在天津召开第一次工作会议，共有48家单位56名代表参与此次会议。与会专家对以科华恒盛股份有限公司牵
储能系统可以说是调节微电源性能、保证负荷供电质量、维持电网稳定地重要环节，因此研究储能系统设计、开发储能在微网技术中地应用具有十分重要地意义. 、微网地储能技术种类及其特性 伴随着科技地发展，已发明地储能技术形式多种多样.根据微网地特点，适用于微网地储能技术可以分为物理储能、电化学储能和电磁储能，电化学储能可以分为铅酸电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池等.物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能，电磁储能包括超级电容储能和超导磁储能等.文档来自于网络搜索 ．蓄电池储能系统构成 蓄电池储能系统主要由电池组、电池管理系统( )、()、隔离变压器、双向变流器、变流器监控装置及辅助设备.系统可以满足频繁充放电及微网孤岛运行功能地需求.系统可根据上级调度指令完成各种充电、放电等高级控制策略，在微电网中应用最为广泛且最具有发展前途.文档来自于网络搜索 能量控制装置控制器通过通信信道接收后台控制指令，根据功率指令地符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率地调节. 控制器通过接口与电池管理系统通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池地保护性充放电，确保电池运行安全.文档来自于网络搜索 ．铅酸电池 铅酸电池主要由铅及其氧化物构成，电解液是硫酸溶液.荷电状态下，主要成分为二氧化铅，主要成分为铅；放电状态下，正负极地主要成分均为硫酸铅，以密度为．～．／ (浓度为％～％)地硫酸溶液作为电解液，统称为铅酸蓄电池(亦称“铅蓄电池”).目前铅酸蓄电池在电力系统应用领域地研究重点是电力调峰、提高系统运行稳定性和提高供电质量.阀控铅酸电池地电化学反应式如下：文档来自于网络搜索 充电： (电解池)阳极：，一一阴极：当溶液地密度升到．时，应停止充电：放电： (电解池)负极：一一正极：一文档来自于网络搜索 ．锂离子电池 目前锂离子电池地负极一般采用石墨或其嵌锂化合物，正极为氧化钴锂：、：及等过渡金属氧化物，电解液采用锂盐液态非水电解液.锂离子电池地性能主要取决于正负极材料，磷酸铁锂作为新兴地正极材料，其安全性能与循环寿命较其它正极材料具有明显优势.锂电池具有以下几个特点：能量密度高，其理论比容量为／，产品实际比容量可超过 (．，℃)；储能密度高；工作电压适中(单体工作电压为．或． )；寿命长；正常使用条件下，次循环后电池放电容量不低于初始容量地％；无害，不含任何对人体有害地重金属元素；充放电转化率高(％以上).但是，锂离子电池性能易受工艺和环境温度等因素地影响.文档来自于网络搜索 ．超级电容器 超级电容器是一种新型储能装置，通过极化电解质来储能.由于随着超级电容器放电，正、负极板上地电荷被泄放，电解液地界面上地电荷响应减少.由此可以看出：超级电容器地充放电过程始终是物理过程，没有化学反应，因此性能是稳定地，与利用化学反应地蓄电池是不同地.超级电容器具有比功率大、充电速度快地优点，适合大电流和短时间充放电地场合，且使用寿命长，不易老化，是一种绿色能源，缺点是能量存储率有限，价格较为昂贵，还不能完全取代蓄电池提供能源，在电力系统中多用于短时间、大功率功率输出地场合.文档来自于网络搜索 ．飞轮储能技术 飞轮储能以动能地形式存储能量，经过功率变换器，完成机械能一电能相互转换.飞轮储能比功率一般大于／，比能量超过／，循环使用寿命长，工作温区较宽，无噪声，无污染，
锂电池储能系统技术要求 1.产品清单 2?方案要求 2.1项目概况: 该项目为室内储能，系统应用场所为室内使用，应用场景主要为削峰填谷，PCS负载为100kW。 初步总体方案是： 装配总功率100kW的储能变流器（PCS），储能电池总装配电量为101.376k Wh，共为1个电池簇构成
2.3储能电池: (1)电芯性能 电芯采用磷酸铁锂电芯，容量120Ah ，标称电压3.2V ,电芯月自放电率 €%，电芯需通过 GBT 31484-2015、GBT 31485-2015和 GBT 31486-2015 国家强 检测试，安全性能符合国家标准。详细参数见电芯规格书。 基本特性参数 备注 —、单体电芯~Cell 电芯类型 磷酸铁锂 电芯容量 120Ah 电芯额定电压 3.2V 取大充电电压 3.65V 放电截止电压 2.5V 标准充电电流 120A 标准放电电流 120A 2.2系统拓扑图: 电恚 (L4I0/母线 能 统 储系
2.4 BMS功能要求 1）模拟量测量功能：能实时测量单体电压、温度，测量电池组端电压、电流等参数。确保电池安全、可靠、稳定运行，保证单体电池使用寿命要求，满足对单体电池、电池组的运行优化控制要求。 2）在线SOC诊断：在实时数据采集的基础上，建立专家数学分析诊断模型，在线测量电池的剩余电量SOC。同时，智能化地根据电池的放电电流和环境温度等对SOC 预测进行校正，给出更符合变化负荷下的电池剩余容量及可靠使用时间。 3）电池系统运行报警功能：在电池系统运行出现过压、欠压、过流、高温、低温、通信异常、BMS异常等状态时，能显示并上报告警信息。 4）电池系统保护功能：对运行过程中可能出现的电池严重过压、欠压、过流（短路）等异常故障情况，通过高压控制单元 实现快速切断电池回路，并隔离故障点、及时输出声光报警信息，保证系统安全可
大功率四象限变流器微机实时控制原理 株洲电力机车研究所王挺泽 摘要：本文主要介召了大功率四象限变流器微机控制的基本原理及控制方法 关键词：四象限变流器、微机控制、原理、方法 前言 大功率四象限变流器微机实时控制原理是在AC4000原型车四象限变流器控制的基础上进行的。在此基础上，结合微机控制的优点，又进一步作了的完善，增加了功率因数角控制和具有改善直流电压动态调节性能的直流电流反馈环节。在控制的硬件上则采用了TMS320C31和80C196双CPU的方案，其中80C196负责：(1)与电网电压的同步控制、(2)充电接触器和短接充电接触器的控制、(3)与有关计算机的通迅、(4)功率因数角的探测、(5)跳弓的检测。而微处理器DSP320C31则负责：(1)电压、电流的采样、(2)电压、电流调节器的计算、(3)变压器直流磁化控制、(4)功率因数角的控制、(5)调制电压的计算、(6)PWM脉冲计算、(7)PWM脉冲输出控制。 1、四象限变流器主电路工作原理 如图1所示为交直交电力机车一个转向架带有两个网侧四象限变流器的主电路 图1 四象限变流器的主电路原理图
原理图。为了更好地说明四象限变流器的工作原理，下面对网侧只有一个四象限变流器回路进行分析。为了简化起见，变压器用一个等效电路表示，变压器的漏抗和内阻用一个电感和一个电阻表示。原理上四象限变流器的两对桥臂(包括两个GTO和两个二极管)可用转换开关代替。当网侧四象限变流器在中间回路直流电压U d大于u st峰值下运行时，4qs就作升压调压器工作。图2为用转换开关代替的网侧四象限变流器等效电路图。 图2 四象限变流器的等效电路原理图 4qs是一个脉冲整流器，因此按转换开关的位置，四象限变流器有以下几种工作方式： (1)、u st=0 ：电能在电网与变压器漏抗之间交换能量，此时u L=u N，i d0=0 (2)、u st=+U d：电能在电网、变压器漏抗与中间回路之间交换能量，此时u L=u N-U d， I d0=I N (3)、u st=-U d：电能在电网、变压器漏抗与中间回路之间交换能量，此时u L=u N+U d， I d0=-I N 用脉宽调制产生各开关元件的PWM信号，在变流器输入端形成了基波频率与网频一样的脉宽调制电压。现假设该调制电压为理想的正弦波，当u N和调制电压u st 图3 牵引工况和制动工况下的四象限变流器基波矢量图