微网储能逆变器(PCS)的研究
储能变流器PCS简介演示
为数据中心提供可靠的电力保障，确 保数据设备的正常运行。
工业储能系统
工厂储能系统
储能变流器PCS用于工厂的电力系统，能 够平衡电力负荷，减少电力损耗，提高 生产效率。
VS
矿山储能系统
在矿山开采中，PCS可以用于储存和释放 电力，为采矿设备提供稳定的电力供应。
电力系统调峰调频
调峰
通过储能变流器PCS，将电网低谷时段的剩余电力储存起来，在电网高峰时段释放出来，平衡电网负 荷。
成本压力
随着市场竞争加剧和原材料价格的上涨，PCS的成本压力 增大。解决方案是提高生产效率和优化产品设计，降低制 造成本。
可靠性问题
由于PCS在储能系统中的关键作用，其可靠性对整个系统 的稳定性至关重要。解决方案是加强产品质量控制和采用 冗余设计等技术手段提高可靠性。
05
PCS的未来展望
技术创新与突破
政策支持与推动
政府将加大对储能变流器PCS的研发和产业化支持力度，推动技术创新和 产业升级。
政府将制定更加严格的能效标准和环保政策，促使企业加快储能变流器 PCS的推广和应用。
政府将建立健全储能变流器PCS的市场机制和商业模式，促进产业的可持 续发展。
未来市场预测
随着可再生能源的大规模开 发和利用，储能变流器PCS的
离网型PCS广泛应用于无电网地区或者需要独立供电的场景，如应急电源、太阳 能发电系统等。
双向型PCS
双向型PCS是指同时具备并网型和离 网型功能的储能变流器，其主要特点 是可以根据实际需求在并网和离网模 式之间进行切换。
双向型PCS既可以实现与电网的功率 共享和调节，也可以独立运行，同时 还能够在无电网情况下提供紧急供电 。
并网型PCS
大功率储能PCS关键技术研究
15Kw,三相,三电平,单台 LCL滤波通过变压器并网 500Kw,三相, 2台,1Mw LC滤波通过三绕组变压 器并网，逆变器输出电 流含有间歇的高频谐振
6Kw,单相,每相6台,36Kw 3相共组成108Kw LC滤波通过变压器并网
10Kw,三相,两电平,单台 LCL滤波通过变压器并网
电压背景噪声
28
目录
一、阳光概括 二、PCS关键技术研究 三、典型案例
上海洋山港电能质量控制调节项目
该系统配套了阳光电源SC500TL型大功 率储能变流器，双向充放电，具有快速响应特 性，从满冲到满放的响应时间<100ms，为实 现整个系统的电能质量的调节提供了基础。 项目保证港区电力供应的稳定性和安全性， 缓和了大型港口的电力供需的矛盾，同时做到 了节能减排。
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二、PCS关键技术研究---离网系统解决方案
4、几种方案对比 共交流微网方案
技术先进，未来离网系统的主流形式， 国内外已有多个成熟应用案例 系统具备离网/并网功能，预留并网接口， 可与公用电网连接，无需增加投资成本 全面提升系统效率，投资成本大大降低 减少光伏组件配置至少15%以上； 减少 蓄电池配置至少5%以上； 无需直流汇流盒，直流侧电缆数量减 少 系统冗余设计，方便扩容 光伏、储能各功能子单元容量配置灵 活，系统容量设计方便修改 系统扩容方便，无需改造原有系统， 仅扩容部分增加投资
二、PCS关键技术研究---智能模块化
全新大功率应用解决方案：最新的拓扑结构、智能的模块化并联技术。
智能模块化并联
二、PCS关键技术研究---多机并联谐振抑制技术
针对多台逆变器集中并网运行的系统特征：研究多机并联的谐振抑制技术，改 善逆变器分布式并网接入性能。
储能微网系统——PCS01
储能微网系统——PCS01适用范围＞PCS 系列电池储能能量控制系统，采用具有国际先进水平的电力电子技术而开发研制，是一种集电池充电和并网/离网逆变功能于一体的电池储能专用设备。
功率变换部分为整流/逆变双向无缝切换，具有高智能、高效率、高可靠和低污染等优点，可应用于电池储能、新能源发电、电动汽车充电站等领域。
工作原理＞PCS 能量控制系统作为一个能量双向流动的功率转换器，既可以根据所接储能电池的只数和充放电特性将市电的交流电变换为稳定的直流电对储能电池组进行充电，充电电压和电流可根据电池管理系统BMS 给出的参数实时调整，并按恒流—恒压充电自动实现充电模式的转换，或根据本机触摸屏的设置调整充电参数；装置也可以将储能电池中的能量反向变换为与市电电压和频率一致的交流电反馈回电网。
当装置检测到电网异常时，或设置为计划孤岛运行模式时，将自动通过电子开关切换与电网的连接，并按照既定的控制策略，以恒定的电压和频率为微型电网内部负载供电。
具体工作过程为：PCS 装置共有五种运行模式：停机、待机、充电、并网逆变、孤岛运行。
停机状态：当PCS 装置上电后，默认的状态为停机状态。
此时，PCS 装置可以根据电网的情况选择自动投入电子开关，由公用电网为微型电网供电；待机状态：系统首先通过软启动电阻为母线充电，并依次投入交流侧和直流侧接触器。
在待机状态下，可快速进入充电、并网逆变等运行模式；充电过程：PCS 在待机状态下，按照设定的充电参数（后台设置或触摸屏设置），控制IGBT动作，将交流市电转化为希望的直流电为储能电池进行充电，充电电压和充电电流均可以设定，充电时间也可以进行设定。
当充电电压或是电流达到设定值后充电结束，装置自动进入待机状态。
并网逆变：当PCS 接收到放电指令后（后台设置或触摸屏控制），将进入并网逆变模式，并通过控制IGBT 将储能电池的直流电转变为与电网电压相位和频率一致的交流电能，此时PCS 工作于电流源模式，放电的电流大小和放电阶段均可以人为设置或按BMS 实时给出的参数动态调节。
微网储能逆变器(PCS)的研究
II
万方数据
三
峡
大
学
硕
士
学
位
论
文
Abstract
With the rapid development of the energy storage technology, energy storage system, with power conditioning system as the interface device, can accept rational management of the power sector to play the role of “load shifting” in the power system; When the grid i s out of electric power, the energy storage system can provide stable and reliable power supply for local loads. Inverters is the most critical power electronic conversion devices in power conditioning system. In this paper, research on control strategies for inverters operating in various modes is clearly performed. Assuming the current of load as disturbance input, continuous state-space model and discrete state-space model of inverter are established. A precise simulation model is also established with MATLAB software. These models are the bases of farther analysis. Micro-grid inverter has two modes of Grid-connected operation and Grid-disconnected operation. On the Grid-connected operation, photovoltaic Micro-grid inverter is connected with electricity, and electricity can be considered infinite capacity of the AC voltage sources, Micro-grid inverter with current control strategies more appropriate. Focus on hysterics current control, and control system modeling analysis. On the Grid-disconnected, grid-connected inverter micro important mainly for the local load power supply, with voltage closed loop control is more appropriate. By controlling the output capacitor voltage, the voltage stability critical loads, and critical load to ensure uninterrupted power supply. By simulation, Grid-connected mode and Grid-disconnected model have been mutual switched, the simulation results show that the proposed control method is reasonable and effective. The Phase-locked synchronization technology is a common question in the grid-connected converters， and also is a most basic question in the converter control system. The quality of the Phase-locked loop affects directly the Performance of the control loops in the connected converter. This paper studies the DQ vector transformation phase detector based on phase algorithm, has realized the real-time adjustment of power grid voltage phase, improve the fast phase-locked synchronization. At the end of the paper，according to the design requirements of complete production welding and debugging, hardware and software compilation, the test on the inverter system. At the completion of the driving and detection circuit testing, the inverter works under normal condition, the test case respectively for inverter operation in independent operation mode and grid connected mode. The test waveforms and the final experimental correlation
微网储能逆变器PCS的研究
ｍ 为调制度 ，Ｏ ≤ｍ ＜ １ ； 国 为正弦信号波角频率 。
由状 态 空 间平 均模 型 可 以推 导 出 Ｓ域 的传 递 函 数 表 达 式
’
： ＋
图４ Ｓ Ｐ Ｌ Ｌ 结 构 原 理 图
２ ０ １ ５年 ５期
８ １
电网技术
＿
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图 １ 储能逆变器主 电路 图 取微 网储能逆 变器 的滤波 电感 电流 ０和输 出电容 的电
压 为 系 统 的状 态 变 量 ， 则 由图 １ 可 列 出如 下 状 态 方 程 为 ：
Ｃ
解 出 Ｄ轴 和 Ｑ轴 ，Ｄ轴 代表 有 功 分 量 ，Ｑ轴 代 表 无 功 分 量 。 通过 Ｐ Ｉ 调 节 使 得 Ｑ轴 为 ０ 。即 达 到 了系 统 与 电网 的 同 步 。
业 出版 社 ，２ ０ ０ ４ ．
图５ Ａ相 初 始 相 位 为 ０ ，频 率 ５ ０ Ｈ Ｚ 图 ５可 以看 出系 统 采 用 上 述 锁 相方 法可 以很 好 的 跟 踪 电 网 的
相位 。
５ 结 果 与 分析
储 能逆 变器 在 Ｓ Ｉ Ｍ Ｕ Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ环 境 下 利 用 Ｓ ｉ ｍ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ 三种工作模式
分别 离网运行模式、并 网运行模 式和 带本地负载并网模 式 。 本 文 建 立 了储 能 逆 变 器 的状 态 空 间 平 均 模 型 ， 同 时 在 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ的 Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ搭 建 了 系统 的仿 真模 型 ， 为 硬 件 电路 调 试提供指 导。文 章重点介绍了单相系统锁相 同步技术 ，借鉴 三 相锁相环 的鉴相算法 ，实现 了电网 电压相位 的实时调整 。 最 后 通 过 软 件 仿 真 和 实 验 结 果 验 证 了这 种控 制 的 可 行 性 。
2024年储能变流器(PCS)市场策略
2024年储能变流器（PCS）市场策略引言储能变流器（PCS）是一种关键的储能装置，用于将电能从储能系统中转移到电网或其他负载中。
随着可再生能源的快速发展和能源存储需求的增加，储能变流器市场迅速扩大。
本文将探讨储能变流器市场的发展趋势，以及制定成功的市场策略的关键要素。
市场概述市场规模储能变流器市场在过去几年中保持了强劲的增长势头。
根据市场调研数据，到2025年，储能变流器市场的价值预计将达到500亿美元。
市场驱动因素储能变流器市场的增长受多个因素驱动。
首先，可再生能源的普及和应用促使能源储存解决方案的需求增加。
其次，全球范围内的政府政策支持和激励措施也推动了储能变流器市场的发展。
此外，储能变流器作为能源管理系统的重要组成部分，也随着智能电网和微电网等领域的发展而得到了广泛应用。
市场竞争态势当前，储能变流器市场呈现出激烈的竞争态势。
全球范围内的多家知名厂商竞相进入市场，其产品主要包括单相和三相储能变流器。
市场上的竞争主要基于产品性能、技术创新和价格。
市场策略定位策略在竞争激烈的市场环境中，储能变流器供应商需要确立自己的定位策略。
根据市场需求和企业实力，可选择专注于特定的应用领域，如住宅市场、商业和工业市场，或储能系统集成商提供全面解决方案。
技术创新技术创新是获取竞争优势的重要手段。
储能变流器供应商需不断提升产品的性能、可靠性和可扩展性。
例如，开发能够适应不同电池技术、高效能量转换和具备智能控制功能的储能变流器，以满足多样化的客户需求。
战略合作与其他行业的企业进行战略合作，是实现市场份额增长的有效途径。
通过与储能系统供应商、电池制造商和可再生能源项目开发商等合作，储能变流器供应商可以共同开拓市场，并提供更全面的解决方案。
区域市场拓展储能变流器市场存在显著的区域差异。
供应商应根据不同地区的市场需求和政策环境，制定相应的市场拓展策略。
例如，对于发展中的新兴市场，可以通过与当地企业合作，实现本地化生产和销售。
电气工程中的PCS技术在储能系统中的应用研究
电气工程中的PCS技术在储能系统中的应用研究概述电力系统是现代社会发展和生活的基础，然而，由于可再生能源（如太阳能和风能）的不稳定性和不可控性，电力系统存在供需不平衡的问题。
为了解决这一问题，储能技术成为电力系统的重要组成部分。
PCS（Power Conversion System）技术作为储能系统中的核心部分，具有将电能转换为可控形式的能力，被广泛应用于电力系统中。
本文将详细探讨PCS技术在储能系统中的应用研究。
储能系统的分类储能系统根据储能介质的不同可以分为物质储能系统和电化学储能系统两大类。
物质储能系统主要通过机械设备储存能量，如抽水蓄能、重力储能等。
而电化学储能系统则主要利用化学反应将电能转化为化学能，并在需要时再将化学能转化回电能。
本文将重点探讨PCS技术在电化学储能系统中的应用。
电化学储能系统的原理电化学储能系统主要包括电池和超级电容器两种。
电池是一种能够将化学能转化为电能的设备，其通过离子在电解液中的迁移和化学反应来实现电荷的存储和释放。
超级电容器则利用两个带电极板之间的电荷分离来存储和释放电荷。
无论是电池还是超级电容器，都需要一个PCS来将其电能转换为可用的电能。
PCS技术的应用PCS技术可以将电池或超级电容器中存储的电能转变为稳定的交流电能，并根据需要控制输出功率。
在储能系统的充电阶段，PCS技术通过逆变器将交流电源的电能转换为直流电能，并存储到电池或超级电容器中。
而在放电阶段，PCS技术则通过逆变器将储存的直流电能转换为交流电能，并输出给电力系统供应。
PCS技术的关键问题在PCS技术的应用中，存在一些关键问题需要解决。
首先，是控制算法的优化问题。
合理有效的控制算法可以提高PCS系统的效率和稳定性。
其次，是电能的转换效率问题。
PCS系统在电能的转换过程中会有能量损耗，如何提高转换效率成为减少能源浪费的关键。
此外，如何保证PCS的安全性和可靠性也是一个重要的研究方向。
PCS技术的未来发展随着可再生能源的快速发展和智能电网的兴起，PCS技术在储能系统中的应用前景广阔。
2024年储能变流器(PCS)市场分析现状
2024年储能变流器（PCS）市场分析现状引言储能变流器（PCS）是一种关键的储能系统组件，用于将直流电能转换为交流电能并交付给电网。
随着能源储存需求的不断增加，储能变流器的市场也迅速发展。
本文将对储能变流器市场的现状进行分析。
储能变流器市场规模近年来，全球储能市场快速增长，推动了储能变流器市场的发展。
根据市场研究报告，预计到2025年，储能变流器市场规模将达到XX亿美元。
主要驱动因素包括政府政策的支持、可再生能源的普及以及电动汽车的快速增长。
储能变流器的应用领域储能变流器的应用领域广泛，包括发电厂、工业和商业建筑、住宅等。
在发电厂中，储能变流器可以用于储能系统的稳定运行，并优化电网与储能系统之间的能量流动。
在工业和商业建筑中，储能变流器可以用于实现电能储存和需求响应。
在住宅应用中，储能变流器可以帮助家庭更好地利用太阳能等可再生能源，并实现自给自足。
1. 能源转型的推动随着能源转型的加速推进，储能变流器市场迎来了新的机遇。
可再生能源的普及，特别是太阳能和风能的快速发展，为储能变流器市场带来了巨大需求。
通过将可再生能源与储能系统相结合，储能变流器可以实现能源的高效利用和可再生能源的平滑供应。
2. 电动汽车的兴起电动汽车的普及和兴起也推动了储能变流器市场的发展。
储能变流器可以用于电动汽车充电桩系统中，实现电能的变换和分配。
随着电动汽车数量的增加，储能变流器市场将进一步扩大。
3. 技术创新和成本下降储能变流器技术的不断创新和成本的不断下降，也推动了市场的增长。
新型的储能变流器具有更高的功率密度和更高的效率，同时价格更加竞争力。
这些技术创新和成本下降将进一步推动市场的发展。
储能变流器市场的挑战储能变流器市场面临着一些挑战，限制了其进一步发展。
其中主要挑战包括高成本、技术标准和政策支持的不足。
高成本是一个制约储能变流器市场发展的重要因素，需要通过技术创新和规模效应来解决。
此外，缺乏统一的技术标准和政策支持也限制了市场的发展。
微网储能逆变器的研究
微网储能逆变器的研究
一、引言
随着新能源发展的日益受到重视，分布式微网储能逆变器（PCS）的
研究开始受到越来越多的关注。
PCS是一类具有多通道输出的高效可靠储
能转换技术，它是分布式微网储能的关键技术之一，可以将分布式微网储
能系统中的能量储存转换为可用的电能，支撑电力系统及电力市场的运行。
据报道，分布式微网储能逆变器（PCS）的研究可以在解决电网中储
能的效率、高效、安全等方面发挥重要作用。
在功率换热器及控制等方面，与传统并网逆变器仍有较大的差距。
目前，业界主流的PCS已经发展到了50kW级别，未来需要加快技术发展，以满足更高的功率级别和更高的性
能要求。
二、PCS的组成
PCS的主要组成部分包括电源模块、控制模块、功率模块和抗干扰措
施等。
1.电源模块
电源模块是PCS的基础，它由电池、电压调节器和稳压器组成，可以
确保PCS的稳定运行，有效提高PCS的可靠性。
2.控制模块
控制模块是PCS的核心，它利用微处理器和电路组成，负责实现电压
和频率的调节，以及对输入、输出以及整个逆变系统的控制。
3.功率模块
功率模块是PCS系统中的重要组成部分，主要负责连接电源模块和控制模块。
储能变流器PCS行业分析报告
储能变流器PCS行业分析报告储能变流器PCS行业分析报告：一、定义储能变流器PCS是指储能系统中将电池组输出的直流电转换为交流电并连接到电网或主机侧的设备。
二、分类特点(一) 分类：按功率可分为小功率PCS和大功率PCS。
(二) 特点：1. 具有功率控制和调节的能力，并能实现对电池组的充电和放电；2. 具有电网兼容性，并实现双向互联；3. 适用于多种储能技术，如铅酸电池、钠硫电池、锂离子电池等。
三、产业链从原材料生产、组装制造、设备安装、运维维修及后期更新升级。
四、发展历程1. 初期应用于军事领域，主要实现战斗指挥系统中的静态2. 进入21世纪后，电力储能应用逐渐发展，PCS得到推广；3. 2013年国家对电池储能装置行业进行技术和产业政策支持，PCS得到更多应用。
五、行业政策文件1. 《储能技术规划纲要》；2. 国家863计划《新能源发电与储能技术研究》；3. 《新能源汽车产业规划》。
六、经济环境1. 国家大力发展新能源产业，支持应用储能技术；2. 受COVID-19疫情影响，全球电力需求下降，储能市场竞争加剧；3. 智能电力系统建设加速推进，加快了PCS的应用和普及。
七、社会环境1. 节能减排理念深入人心，储能作为清洁能源的重要组成部分逐渐得到认可；2. 能源供应短缺及电力系统稳定运行的需求，要求研发和应用更加高效、可靠的储能技术；3. 社会对可持续发展的需求不断增加，储能广泛应用将成为未来趋势。
八、技术环境1. PCS技术成熟度逐渐提高，效率、可靠性和安全性不断改2. 储能技术不断发展，多种储能技术的应用领域逐渐扩大；3. 互联网技术和人工智能的发展为PCS提供更广阔的应用前景。
九、发展驱动因素1. 国家政策支持储能产业发展；2. 电力新能源的不断增加，促进储能技术的应用；3. 智能化电力系统的建设，为PCS提供更广阔的应用市场。
十、行业现状1. 市场规模逐渐扩大，市场需求不断增加；2. 企业竞争加剧，产品类型、性能和品质质量不断提高；3. 产业集中度较低，龙头企业和中小型企业并存。
储能电池和储能逆变器pcs的制造原理和技术
储能电池和储能逆变器PCS的制造原理和技术储能技术是近年来备受关注的领域之一，而储能电池和储能逆变器（PCS）作为其中的核心组成部分，其制造原理和技术更是备受关注。
在本文中，我们将深入探讨储能电池和储能逆变器的制造原理和技术，以便更深入地理解这一领域。
一、储能电池的制造原理和技术1. 制造原理：储能电池是将化学能转换为电能的装置，其制造原理主要依赖于电化学反应。
常见的储能电池包括锂离子电池、钠硫电池等，它们在制造过程中需要考虑电极材料的选择、电解质的种类以及封装技术等关键环节，以确保其性能和安全性。
2. 制造技术：在储能电池的制造过程中，关键的技术包括材料的合成和改性、电极的制备和涂覆、电解质的注入和封装等。
这些技术需要精密的控制和工艺，以确保储能电池具有较高的能量密度、循环寿命和安全性。
二、储能逆变器PCS的制造原理和技术1. 制造原理：储能逆变器PCS是将储能系统中的直流电转换为交流电的关键装置。
其制造原理主要依赖于功率电子器件和控制电路，通过PWM技术将直流电转换为高质量的交流电输出。
2. 制造技术：在储能逆变器PCS的制造过程中，关键的技术包括功率器件的选型和封装、电路的设计和控制算法的开发等。
这些技术需要结合功率电子技术、控制理论和通信技术，以确保储能逆变器具有高效、稳定和可靠的性能。
总结：通过本文的介绍，我们可以看到，储能电池和储能逆变器PCS的制造原理和技术涉及到多个领域的知识和技术，其制造过程需要精密的控制和工艺。
而对于储能技术来说，其应用领域广泛，包括电力系统、交通运输、新能源等，对于储能电池和储能逆变器PCS的研究和制造技术的提升具有重要的意义。
个人观点：作为储能技术的核心组成部分，储能电池和储能逆变器PCS的制造原理和技术对于整个储能系统的性能和成本都具有重要的影响。
随着储能技术的不断发展和应用，对于制造原理和技术的研究和创新将成为未来的重要方向，也将为清洁能源的发展和应用提供更多可能性。
大功率储能PCS关键技术研究
主要缺点：
光伏可利用率和逆变效率较低，整个系统的效率低于70%； 系统效率低导致初始投资成本高； 设备不能并联使用，系统后期不便于扩容； 设备不具备并网功能，无法与大电网连接； 系统同时存在直流母线和交流母线，拓扑结构复杂。
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二、PCS关键技术研究---离网系统解决方案
4、几种方案对比 一体机方案
调节器增益过大
多逆变器耦合
载波不同步
6Kw,单相,每相6台,36Kw 3相共组成108Kw LC滤波通过变压器并网
30Kw,三相, 2台,60Kw LC滤波通过变压器并网， 逆变器输出电流含有间 歇的高频谐振。
55Kw,三相,6台,330Kw 3组330Kw组成成1Mw LC滤波共用一个变压器
——清华大学 赵争鸣教授 2010台 达会议报告,”兆瓦级光伏并网发电 关键技术研究”
3Kw,单相,两电平,单台 LCL滤波通过变压器并网
— — Xin Chen; Jian Sun; , "A study of renewable energy system harmonic resonance based on a DG test-bed,"
过零锁相误差
控制滞后Байду номын сангаас
大功率谐波放大
电网阻抗过大
二、PCS关键技术研究---多机并联谐振抑制技术
在微网中，由于并联逆变器各自的控制信号、载波不同步，此时逆变器 可能发生谐振，且在高频、低频都有可能出现谐振峰。
控制算法对微网逆变器的谐振影响较大。不同控制算法、不同控制参数 均将导致不同谐振特性。
采用被控对象的局部微分反馈对微网逆变器的谐振有着一定的抑制作用。
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目录
储能双向逆变器(PCS)重要功能实验介绍
PCS重要功能实验介绍一、并离网切换控制（1）主动离网：并网转离网无缝切换，当电网出现故障时，储能系统能够快速识别并迅速切换到离网运行模式，切换的时间应足够短，最大限度地减少电网故障对供电系统内负荷和电源的影响。
项目采用频率检测和幅值检测相结合的方法综合判断和快速检测电网故障，实现这种切换过程的平滑、无冲击。
切换过程如图1所示。
A相电压A相电流图1并网转离网主动方式切换波形图（2）被动离网：并网转离网有缝切换，被动离网无缝切换控制策略：PCS 处于并网状态时，通过检测并网点Vm电压，当电压连续N个采样点发生电压跌落或者上升超过阈值时，即认为主网与微网断开或者主网故障，PCS自动切换到离网控制模式，同时，发出开出分闸接点跳开主网开关实现被动离网。
图2并网转离网被动方式切换波形图二、同期并网切换控制（1）被动同期并网控制，采用保护装置并网合闸的方式：储能变流器从离网到并网的切换过程中，实现控制模式从电压/频率（V/f）控制模式切换到恒功率控制模式。
并网前储能变流器必须首先通过锁相环跟踪控制，使变流器输出电压在幅值、频率和相位上都与电网电压匹配。
否则，并网开关闭合时存在较大的电压差，从而导致并网冲击电流过大，对变流器的安全造成威胁。
切换过程如图3所示，采用同期保护装置并网合闸，PCS收到同期并网干接点后，通过通讯接收保护装置发来的电网侧电压与频率，调节电压频率，保护装置实时判断，当满足合闸条件后立即合闸，PCS判断后进入待机状态。
图3 离网转并网切换波形图（2）自动同期并网控制，采用PCS自动判断同期点的方式：该模式下不使用同期保护装置，PCS检测电网侧电压，当接收监控系统发来同期命令后，开始跟踪电网侧电网相位，当完成相位跟踪后，立即开出并网合闸命令，由相应的执行开关合闸完成自动同期并网。
图4 自动同期控制过程二、离网带非线性负荷与消谐处理当PCS带较大非线性负荷时，作为微网主电源时，采用V/f控制，输出电压会产生严重畸变，如图4，当微网不控制整流用电设备情况下，PCS输出电压电流波形。
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Research On Micro-grid Energy Storage Inverter
Graduate Student: Major: Supervisor:
Lu Yun Electrical Engineering Prof. Wang Guixing
China Three Gorges University Yichang, 443002, P.R.China May, 2015
III
万方数据
三
峡
大
学
硕
士
学
位
论
文
test block diagram is given, the experiment effect is good, meet the requirements of the final design. Key words: Energy storage system Power conditioning system Grid connected operation mode Independent operation mode Single phase locked loop
学位论文作者签名： 日 期：
I
万方数据
三
峡
大
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硕
士
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论
文
内容摘要
随着新能源户用微电网技术的兴起，光伏储能调节系统被广泛采用。储能调节系 统既可以独立运行又可以接受电力部门的合理调度。电网出现故障或者断电时，储能 系统运行在孤岛模式，为本地负荷提供可靠稳定的的电能。逆变器的控制技术是功率 调节系统中的关键技术之一，本文主要研究微网储能逆变器（PCS）的控制技术。 首先，本文建立了储能逆变器的状态空间平均模型，为以后的分析设计奠定了基 础。 同时在 MATLAB 的 Simulink 搭建了系统的仿真模型， 为硬件电路调试提供指导。 微网储能逆变器可以工作在三种工作模式，分别离网运行模式、并网运行模式和 带本地负载并网模式。微网储能逆变器工作在离网模式时，微网储能逆变系统独立为 本地负载供电，储能逆变器采用电压闭环控制。稳定储能逆变器的输出电压，使得本 地负载不间断正常工作。微网储能逆变器工作在并网模式时，微网储能逆变器与电网 直接相连，电网可视为容量无穷大的交流电压源，微网储能逆变器采用电流控制的方 式。 论文重点分析了双环控制，并进行控制系统建模分析。通过 Matlab 对并网和离 网模式以及两种模式之间的相互切换进行仿真， 仿真结果证明了本文所采用的控制方 法的合理性和有效性。 锁相同步技术是并网变换器的一个共性问题， 也是并网变换器控制系统的一个最 基本的问题。 锁相同步电路的性能优劣将直接关系到并网变换器的技术性能和运行稳 定性。本文研究了基于矢量变换的鉴相算法,实现了电网电压相位的实时调整,提高了 锁相同步的快速性。 最后，按照设计要求完成逆变器硬件电路制作、焊接调试及软件编写，对该逆变 系统进行试验。在完成驱动及检测回路测试，逆变器正常工作前提下，分别测试逆变 器在独立运行模式和并网模式下的运行情况。 给出了实验相关测试框图及最终的试验 波形，实验效果良好，满足最终的设计要求。 关键词： 储能系统 功率调节系统 并网运行 独立运行 单相锁相环
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Abstract
With the rapid development of the energy storage technology, energy storage system, with power conditioning system as the interface device, can accept rational management of the power sector to play the role of “load shifting” in the power system; When the grid i s out of electric power, the energy storage system can provide stable and reliable power supply for local loads. Inverters is the most critical power electronic conversion devices in power conditioning system. In this paper, research on control strategies for inverters operating in various modes is clearly performed. Assuming the current of load as disturbance input, continuous state-space model and discrete state-space model of inverter are established. A precise simulation model is also established with MATLAB software. These models are the bases of farther analysis. Micro-grid inverter has two modes of Grid-connected operation and Grid-disconnected operation. On the Grid-connected operation, photovoltaic Micro-grid inverter is connected with electricity, and electricity can be considered infinite capacity of the AC voltage sources, Micro-grid inverter with current control strategies more appropriate. Focus on hysterics current control, and control system modeling analysis. On the Grid-disconnected, grid-connected inverter micro important mainly for the local load power supply, with voltage closed loop control is more appropriate. By controlling the output capacitor voltage, the voltage stability critical loads, and critical load to ensure uninterrupted power supply. By simulation, Grid-connected mode and Grid-disconnected model have been mutual switched, the simulation results show that the proposed control method is reasonable and effective. The Phase-locked synchronization technology is a common question in the grid-connected converters， and also is a most basic question in the converter control system. The quality of the Phase-locked loop affects directly the Performance of the control loops in the connected converter. This paper studies the DQ vector transformation phase detector based on phase algorithm, has realized the real-time adjustment of power grid voltage phase, improve the fast phase-locked synchronization. At the end of the paper，according to the design requirements of complete production welding and debugging, hardware and software compilation, the test on the inverter system. At the completion of the driving and detection circuit testing, the inverter works under normal condition, the test case respectively for inverter operation in independent operation mode and grid connected mode. The test waveforms and the final experimental correlation
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Байду номын сангаас
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