储能双向变流器主电路参数及应用
什么是储能变流器
储能变流器（power control system——pcs）可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。pcs 由 dc/ac 双向变流器、控制单元等构成。pcs 控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的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的调节。 pcs 控制器通过 can 接口与 bms 通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。
储能变流器（pcs）可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。pcs 由 dc/ac 双向变流器、控制单元等构成。pcs 控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的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的调节。 pcs 控制器通过 can 接口与 bms 通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。
储能双向变流器工作原理 主电路拓扑
储能双向变流器主电路结构有两种类型：一是采用三相全桥电路的一级变换拓扑结构;二是采用两级变换拓扑结构，即前级采用三相全桥电路，后级采用dcdc斩波电路。一级变换拓扑结构成本较低、效率高、控制策略简单，多台变流器离网并联运行更容易实现，本文在三柑全桥电路直流侧增加cil滤波器，叮以有效降低电池侧纹被要求。
pcs储能变流装置原理柩图如图1所示。
主电路采用三相全桥电路，交流侧设置lcl滤波器、主接触器、emi滤波器、预充电电路、主断路器，直流侧设置cl滤波器、直流输出单元（含emi滤波器、预充电电路、直流断路器）。交流侧可通过隔离变压器接人低压或中压配电网，直流侧连接多组电池组。
绝缘栅双极型品体管（igbt）变流器模块可四象限运行，当电池充电时，将网侧交流电整流成直流电给蓄电池充电;当电池放电时，将直流电逆变成交流回馈到电网，充电和放电之间的转换可在200 ms 内实现。
交流输人采用l.ci.型（或t型）滤波，可将变流器开关频率成分的高频谐波滤除，直流侧采用cl滤波器滤除高频成分的电流电压谐波，抑制高频纹波。
主电路参数 lcl滤波器参数设计
主电路滤波器在并网变流器中起着重要的作用，可将逆变器桥中产生的开关脉冲电压、电流转变成连续的模拟量。并网变流器的滤波器包括交流侧和直流侧两部分。交流侧lci.滤波器具有比单电感滤波器更好的性能，能够兼顾低频段增益和高频段衰减，作为三阶对象，lcl滤波器需要确定两个电感量、一个电容量，这增加了设计难度。
在滤波器的设计过程中，除了考虑高频开关纹波电流的滤波效果，滤波电感不仅造成电压损失，而且对滤波器的体积、重量具有决定性影响，要对电感量进行严格控制。lcl滤波器的基本原理是滤波电容和网侧电感对高频电流进行分流，因此必须保证分流效果习。
lcl.滤波器设计原则如下。
（1） 总电感（l1+l2）：总电感要考虑直流电压和逆变交流电压关系，并需要考虑传递函数中，开关频率附近的衰减;一般开关频率附件衰减应不大于一10 db。
（2） 网侧电感（l2）：在总电感量不变情况下，通过理论分析得到，当网侧电感和逆变器电感比例为1:1时滤波效果最好，网侧电感增大，则变流器电压损失增大、降低滤波器的低频段增益，并且增加体积、重量和成本。一般选取网侧电感为逆变器电感的1/3左右。
（3） 滤波电容（c）：考虑到网侧电感与滤波电容的分流效果，一般选取滤波电容阻抗小于20%网侧电感阻抗;另外考虑到功率因数问题，滤波电容的功率小于系统额定功率的5%;
（4） 为了避免lcl谐振峰问题，应该大于电网频率的10倍，小于开vl//l2.c关频率的一半。
直流侧电感参数设计
直流侧电感的设计原则主要考虑以下两方面。
（1） 根据充放电转换时间，由于交流侧电流环动态特性远大于直流侧cl动态响应时间，因此充放电转换时间主要取决于直流侧cl滤波器的时间常数。
（2） 直流母线电压波动产生直流电流的波动，根据纹波要求可以计算出直流电感值。根据以上计算原则，可以得出直流侧电感的参数，考虑直流侧存在的3次、5 次、7次谐波，因此将cl 谐振峰设计到70 hz 左右。
应用：储能装置数学模型 基于i.ci 滤波器的pcs主电路拓扑结构如
图3所示。图3中，ug、ub、uc 为三相桥臂输出电压为逆变桥侧滤波电感电流，为交流滤波电容电压;为交流滤波电容电流;为电网电压为网侧滤波电感电流;u为直流母线电压;is为直流母线电流;iu为直流电池侧输人/输出电流;q.为电网中点;qc 为交流电容中点;p、n为直流母线正、负极。
图3 中所示开关元件视为理想元件。sg、sa、sb。为三相桥臂开关函数，1代表上管开通，下管关断，0代表上管关断、下管开通。如果忽略电阻r1 和r2，根据基尔霍夫电压、电流定律可以得到如下方程，逆变桥侧电感l1通过的电流l1 满足：
由于在三相三线系统中，三相电压、电流并不是独立变量，难以直接控制，故可以采用两相同步旋转dq坐标系对系统进行描述，以简化并网变流器模型。从abc坐标系到dq 坐标系的变换
矩阵为：
将式（6）（7）（8）和（9）进行普拉斯变换，可得基于lcl的pcs主电路在dq坐标下的s域数学模型框图如图4所示。
活跃在中国市场的AGV/AMR外商品牌有哪些
微硬创新MODBUS转PROFINE网关将热水电磁流量计接入西门子1500 PROFINET网络配置的方法
几种PDF转Word的简单方法
意法半导体推出一站式解决方案
11月11日苹果举办发布会,自研芯片Mac或将登场
储能双向变流器主电路参数及应用
三星正式发布870 EVO固态硬盘
LightCounting发布最新一期光通信市场预测报告
与8有关的巧合，诺基亚8，三星S8，iPhone8你更看好哪一款？
闪迪移动microSDXC存储卡，汇聚快乐的魔法
动态ip地址有什么优缺点
详解MOS管电源开关电路如何开启带软开启功能
Digi-Key和 Machinechat发布业界最实惠的即用型物联网软件解决方案
佳能各种移轴镜头的特征和 适合拍摄的被摄体
机器翻译走红的背后是什么
是什么刺激了未来无线模组市场新增的需求点
陕西移动携手博世力士乐打造出了陕西省首个5G智慧工厂
基于Arduino实现的物联网压力监控设备
深入而全面：FPGA学习之独立按键检测
AMD：推出嵌入式处理器，计划进军嵌入式处理器新时代
储能变流器（pcs）可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。pcs 由 dc/ac 双向变流器、控制单元等构成。pcs 控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的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的调节。 pcs 控制器通过 can 接口与 bms 通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。
储能双向变流器工作原理 主电路拓扑
储能双向变流器主电路结构有两种类型：一是采用三相全桥电路的一级变换拓扑结构;二是采用两级变换拓扑结构，即前级采用三相全桥电路，后级采用dcdc斩波电路。一级变换拓扑结构成本较低、效率高、控制策略简单，多台变流器离网并联运行更容易实现，本文在三柑全桥电路直流侧增加cil滤波器，叮以有效降低电池侧纹被要求。
pcs储能变流装置原理柩图如图1所示。
主电路采用三相全桥电路，交流侧设置lcl滤波器、主接触器、emi滤波器、预充电电路、主断路器，直流侧设置cl滤波器、直流输出单元（含emi滤波器、预充电电路、直流断路器）。交流侧可通过隔离变压器接人低压或中压配电网，直流侧连接多组电池组。
绝缘栅双极型品体管（igbt）变流器模块可四象限运行，当电池充电时，将网侧交流电整流成直流电给蓄电池充电;当电池放电时，将直流电逆变成交流回馈到电网，充电和放电之间的转换可在200 ms 内实现。
交流输人采用l.ci.型（或t型）滤波，可将变流器开关频率成分的高频谐波滤除，直流侧采用cl滤波器滤除高频成分的电流电压谐波，抑制高频纹波。
主电路参数 lcl滤波器参数设计
主电路滤波器在并网变流器中起着重要的作用，可将逆变器桥中产生的开关脉冲电压、电流转变成连续的模拟量。并网变流器的滤波器包括交流侧和直流侧两部分。交流侧lci.滤波器具有比单电感滤波器更好的性能，能够兼顾低频段增益和高频段衰减，作为三阶对象，lcl滤波器需要确定两个电感量、一个电容量，这增加了设计难度。
在滤波器的设计过程中，除了考虑高频开关纹波电流的滤波效果，滤波电感不仅造成电压损失，而且对滤波器的体积、重量具有决定性影响，要对电感量进行严格控制。lcl滤波器的基本原理是滤波电容和网侧电感对高频电流进行分流，因此必须保证分流效果习。
lcl.滤波器设计原则如下。
（1） 总电感（l1+l2）：总电感要考虑直流电压和逆变交流电压关系，并需要考虑传递函数中，开关频率附近的衰减;一般开关频率附件衰减应不大于一10 db。
（2） 网侧电感（l2）：在总电感量不变情况下，通过理论分析得到，当网侧电感和逆变器电感比例为1:1时滤波效果最好，网侧电感增大，则变流器电压损失增大、降低滤波器的低频段增益，并且增加体积、重量和成本。一般选取网侧电感为逆变器电感的1/3左右。
（3） 滤波电容（c）：考虑到网侧电感与滤波电容的分流效果，一般选取滤波电容阻抗小于20%网侧电感阻抗;另外考虑到功率因数问题，滤波电容的功率小于系统额定功率的5%;
（4） 为了避免lcl谐振峰问题，应该大于电网频率的10倍，小于开vl//l2.c关频率的一半。
直流侧电感参数设计
直流侧电感的设计原则主要考虑以下两方面。
（1） 根据充放电转换时间，由于交流侧电流环动态特性远大于直流侧cl动态响应时间，因此充放电转换时间主要取决于直流侧cl滤波器的时间常数。
（2） 直流母线电压波动产生直流电流的波动，根据纹波要求可以计算出直流电感值。根据以上计算原则，可以得出直流侧电感的参数，考虑直流侧存在的3次、5 次、7次谐波，因此将cl 谐振峰设计到70 hz 左右。
应用：储能装置数学模型 基于i.ci 滤波器的pcs主电路拓扑结构如
图3所示。图3中，ug、ub、uc 为三相桥臂输出电压为逆变桥侧滤波电感电流，为交流滤波电容电压;为交流滤波电容电流;为电网电压为网侧滤波电感电流;u为直流母线电压;is为直流母线电流;iu为直流电池侧输人/输出电流;q.为电网中点;qc 为交流电容中点;p、n为直流母线正、负极。
图3 中所示开关元件视为理想元件。sg、sa、sb。为三相桥臂开关函数，1代表上管开通，下管关断，0代表上管关断、下管开通。如果忽略电阻r1 和r2，根据基尔霍夫电压、电流定律可以得到如下方程，逆变桥侧电感l1通过的电流l1 满足：
由于在三相三线系统中，三相电压、电流并不是独立变量，难以直接控制，故可以采用两相同步旋转dq坐标系对系统进行描述，以简化并网变流器模型。从abc坐标系到dq 坐标系的变换
矩阵为：
将式（6）（7）（8）和（9）进行普拉斯变换，可得基于lcl的pcs主电路在dq坐标下的s域数学模型框图如图4所示。
活跃在中国市场的AGV/AMR外商品牌有哪些
微硬创新MODBUS转PROFINE网关将热水电磁流量计接入西门子1500 PROFINET网络配置的方法
几种PDF转Word的简单方法
意法半导体推出一站式解决方案
11月11日苹果举办发布会,自研芯片Mac或将登场
储能双向变流器主电路参数及应用
三星正式发布870 EVO固态硬盘
LightCounting发布最新一期光通信市场预测报告
与8有关的巧合，诺基亚8，三星S8，iPhone8你更看好哪一款？
闪迪移动microSDXC存储卡，汇聚快乐的魔法
动态ip地址有什么优缺点
详解MOS管电源开关电路如何开启带软开启功能
Digi-Key和 Machinechat发布业界最实惠的即用型物联网软件解决方案
佳能各种移轴镜头的特征和 适合拍摄的被摄体
机器翻译走红的背后是什么
是什么刺激了未来无线模组市场新增的需求点
陕西移动携手博世力士乐打造出了陕西省首个5G智慧工厂
基于Arduino实现的物联网压力监控设备
深入而全面：FPGA学习之独立按键检测
AMD：推出嵌入式处理器，计划进军嵌入式处理器新时代