多电池组储能系统双向DC-DC变换器的研制

充放电功能，既当电网断电时，其中一组电池Boost 模式运行，实现直流母线的稳压功能，另一路电池则可从直流母线取电给自身进行充电，该功能在其中一组电池急需充电，而其他电池组还能满足放电时就可以采用本文介绍的功能，图10为仿真波形，图4 所示电池1 进行稳压(指令电压为500 V)，电池组2 充电(充电电流指令为-100 A)，仿真结果显示直流母线电压稳定，充电电流平滑。

图10 两组电池相互充放电波形。

3 实验结果

以下实验波形为图4 所示电池组1(锂电池)的实验波形，图11 为恒流充电波形，电池充电电流为86 A,L1 电流为充电电流的一半，充电时，电池电流纹波电流小于0.5%;图12 为恒流放电波形，放电时，电池纹波电流小于0.5%;图13 为电池放电和充电在线转换波形，充放模式转换无需停机，且转换过程中波形平滑。

图11 恒流充电波形

图12 恒流放电波形。

图13 放电与充电之间转换波形

4 结论

本文对多电池组储能系统电池充放电变换器拓扑和原理进行了介绍，对DC-DC 变换器的控制器设计进行了分析，并给出了双向DC-DC 变换器的仿真结果和在锂电池组上的实验波形，仿真和实验结果表明，本文研制的双向DC-DC 变换器，具有电池充电、电池放电、孤岛运行和电池互充放电等多种功能，而且充电电流纹波电流小于0.5%,波形平滑，可适用于多组，宽范围电池的充放电要求，为多电池组储能系统电池充放电提供了一个很好的解决方案。

参考文献：

[1] 王文亮， 葛宝明， 毕大强。 储能型直驱永磁同步风力发电控制系统[J].电力系统保护与控制， 2010, 38(14)：43-48, 78.WANG Wen-liang, GE Bao-ming, BI Da-qiang. Energystorage based direct-drive permanent magnetsynchronous wind power control system[J]. PowerSystem Protection and Control, 2010, 38(14)： 43- 48, 78.

[2] 李国杰， 唐志伟， 聂宏展， 等。 钒液流储能电池建模及其平抑风电波动研究[J].电力系统保护与控制， 2010,38(22)：115-119, 125.

[3] 陈明， 汪光森， 马伟明， 等。 多重化双向DC-DC 变换器电流纹波分析[J]. 继电器， 2007, 35(4)： 53-57.CHEN Ming, WANG Guang-sen, MA Wei-ming, et al.Analysis of the inductor current ripple in interleavedloi-directional DC-DC power converters[J]. Relay, 2007,35(4)： 53-57.

[4] Profumo F, 等。 发电用燃料电池特性及其电力电子调节系统的专用解决方案[J]. 变流技术及电力牵引，2007,2:52-57.Profumo F,et al. Fuel cell for electric power generation:peculiarities and dedicated solutions for power electronicconditioning systems[J]. Converter Technology Electric Traction,2007,2:52-57.

[5] 张仕彬，林仲帆，杜贵平，等 基于双向变流技术的蓄电池充放电装置[J]. 电力电子技术，2008,42(5)：77-79.ZHANG Shi-bin,LIN Zhong-fan,DU Gui-ping,et al.Charging-discharging equipment for accumulator basedon bidirectional inverting and commuting technology[J].2008,42(5)：77-79.