一种储能型MMHC拓扑结构的研究Research on a Topological Structure of an MMHC for Energy Storage
丁超,裘鹏,张文超,马万庆
DING Chao,QIU Peng,ZHANG Wenchao,MA Wanqing
摘要(Abstract)：
提出一种新型MMC(模块化多电平换流器)拓扑结构,主要解决不同品牌、不同规格退役动力电池储能时的异构兼容问题。该拓扑的子模块由H半桥组成,n个子模块级联后与一个H桥相连,组成完整的一相桥臂。与传统的MMC拓扑结构相比,在输出相同电平数时,该拓扑结构子模块数量减少一半,且不存在直流母线无桥臂环流,简化了结构,降低了控制的复杂性。在Simulink中搭建模型进行仿真验证,并研制100 kW样机进行实验验证,仿真和实验结果表明该拓扑结构在退役动力电池的异构储能应用方面具有很大的优势。
A new type of modular multilevel Converter(MMC) is proposed to handle the compatibility of a heterogeneous collection of different brands and specifications of retired power batteries for energy storage The sub-module of this topology is composed of a half-H-bridge in series, and n sub-modules are cascaded and then connected to an H-bridge to form a complete single-phase bridge arm. Compared with the traditional MMC topology, the sub-modules of this topology, when outputting the same level number, are half reduced, and there is no DC bus without bridge arm circulating current, which simplifies the structure and reduces the control complexity. A model was built on Simulink for simulation verification, and finally, a 100 kW prototype was developed for experimental verification. The simulation and experimental results show that the topology has great advantages in the application of heterogeneous energy storage of decommissioned power batteries.
关键词(KeyWords)：
模块化多电平;退役动力电池;异构兼容;无桥臂环流
modular multi-level;retired power battery;heterogeneous compatibility;no bridge arm circulating current
基金项目(Foundation): 国网浙江省电力有限公司科技项目（5211DS200001）
作者(Author):
丁超,裘鹏,张文超,马万庆
DING Chao,QIU Peng,ZHANG Wenchao,MA Wanqing
DOI: 10.19585/j.zjdl.202109004
参考文献(References)：
- [1]曾博，杨雍琦，段金辉，等.新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来研究展望[J].电力系统自动化，2015,39(17):10-18.
- [2]舒印彪，张智刚，郭剑波，等.新能源消纳关键因素分析及解决措施研究[J].中国电机工程学报，2017,37(1):1-9.
- [3]李相俊，王上行，惠东.电池储能系统运行控制与应用方法综述及展望[J].电网技术，2017,41(10):3315-3325.
- [4]2020中国电动汽车百人会论坛在京召开[J].科学中国人，2020（增刊1):54.
- [5]张建坡，田新成，尹秀艳.模块化多电平换流器直流输电控制策略[J].电力自动化设备，2015,35(11):103-108.
- [6]杨兴武，薛花，高淳.一种新型MMC拓扑的分析与控制[J].电力自动化设备，2014,34(1):96-101.
- [7]缪惠宇，梅军，张宸宇，等.一种新型的n+1混合式模块化多电平换流器拓扑结构及其控制策略[J].电力自动化设备，2018,38(3):88-95.
- [8]杨立.一种新型MMC拓扑及其控制策略研究[D].天津：天津理工大学，2018.
- [9]单茂华，李陈龙，梁廷婷，等.用于平滑可再生能源出力波动的电池储能系统优化控制策略[J].电网技术，2014,38(2):469-477.
- [10]李相俊，张晶琼，何宇婷，等.基于自适应动态规划的储能系统优化控制方法[J].电网技术，2016,40(5):1355-1362.
- [11]李楠.储能型模块化多电平变换器控制方法研究[D].济南：山东大学，2018.
- [12]吉宇.储能型模块化多电平变换器的关键技术研究[D].南京：东南大学，2015.
- [13]赵岩，李秀荣，臧勇.基于ARM+DSP+FPGA模块的机器人运动控制器设计[J].机电信息，2018(9):106-107.