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华北电力大学学报(自然科学版)2025年第04期:储能型模块化多电平换流器的桥臂级平均值模型及运行特性分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:余欣洋;王琛;王毅;韩冰;曹赛;于义轩;

单位:河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学);

摘要:为了研究模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)在嵌入储能系统(battery energy storage system, BESS)后内部动态特性的变化规律,对MMC-BESS的运行特性进行了详细分析,并提出了一种桥臂级平均值模型(arm average model, AAM)进行验证。首先,在假设桥臂中各储能子模块状态一致的前提下,将离散环节连续化,并根据电路特性方程构建了MMC-BESS的AAM电路模型。然后,根据交流端、直流端以及储能端之间的功率关系对MMC-BESS的运行模式进行划分,建立了桥臂电流与电池功率之间的关系,并对电池功率不均衡状态下的桥臂电流进行了分析。最后,利用Matlab/Simulink分别搭建了MMC-BESS的开关模型和AAM模型,并基于AAM验证了多种工况下的桥臂电流响应。仿真结果表明,AAM在显著提高仿真效率的同时可保证较高的准确性,电池功率的大小与均衡状况对桥臂电流的成分有较大影响。

关键词:储能型模块化多电平换流器;;平均值模型;;桥臂电流;;运行模式;;电池功率均衡

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52207101、52077079);; 河北省自然科学基金资助项目(E2021502048)