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同濟大學電氣工程系的研究人員韓涵、李銳華等，在2017年第10期《電氣技術》雜志上撰文，針對電壓源型AC-DC儲能變流器存在低壓調節范圍小、電流紋波大的問題，設計了一種三相電流源型AC-DC變換器與特殊的隔離型DC-DC變換器相結合的兩級式儲能變流器，基于DSP TMS320F28335和SVPWM控制策略實現了對該變流器的數字化控制，最后通過試驗驗證了電路拓撲和控制策略的可行性和有效性。
環境污染和能源危機問題的日益嚴峻促使分布式新能源發電在我國發電能源結構中所占的比例逐年增加，然而分布式新能源發電系統易隨環境波動、難以預測的特性對電網的電壓穩定、可靠性和電能質量產生影響[1-4]。
電池儲能系統作為一種能量存儲媒介，具有雙向功率能力和靈活調節特性，可以有效改善可再生能源發電功率波動性與間歇性對電網帶來的負面影響，提高電網對分布式新能源的接納能力，因此具有廣闊的應用前景[5-8]。
儲能變流器作為電池儲能系統中關鍵部件之一，可將不同種類電池存儲的直流能量轉換為符合相應標準的交流電能。長期以來，電壓型儲能變流器以其較低的損耗、簡單的結構及控制等優點在電池儲能系統中得到了廣泛的應用[9]。
但是由于電壓型變換器從交流側到直流側具有升壓特性，導致其在低壓范圍內調節范圍小，如需滿足系統寬范圍電壓輸出要求，電壓型AC-DC變換器還需額外的DC-DC降壓電路[10]。而且電壓型變換器直流側輸出電流紋波大，而蓄電池對電流紋波非常敏感，電流紋波過大會對電池的使用壽命造成嚴重損害[11]。
針對上述問題，由于電流型變換器從交流側至直流側為降壓特性，具有寬范圍的電壓輸出和電流調節能力，而且輸出電流紋波小，因此電流源型變換器比電壓型變換器在電池儲能系統應用中更具優勢。
本文設計了一種基于電流源型變換器的雙向儲能變流器，該變流器采用三相電流源型AC-DC變換器與特殊隔離型DC-DC變換器相結合的兩級式結構，可以實現低壓范圍內寬范圍的電壓、電流調節，并且輔以特殊隔離型DC-DC變換器實現電氣隔離，以及能夠改變系統直流側電流方向，實現能量雙向流動。并基于DSP TMS320F28335和SVPWM控制算法實現了對該變流器的數字控制。
最后研制了一套10kW的變流器測試樣機，測試結果表明該變流器在低壓范圍內電壓輸出范圍大，可以實現能量雙向流動，測試結果驗證了該變流器設計方案的可行性和有效性。
圖6 系統控制框圖
結論
本文針對電壓源型AC-DC儲能變流器低壓調節范圍小、電流紋波大的問題，提出了一種新型的電流型儲能變流器結構，試驗結果表明該系統在低壓范圍內電壓輸出范圍寬，電流紋波小，具有電壓、電流均可調的特點，可以實現能量雙向流動，具有很好的應用前景。
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