论文分享：Grid Voltage Control of Energy Storage System Using Dual Active Bridge Converter

标题：Grid Voltage Control of Energy Storage System Using Dual Active Bridge Converter

作者：Kazuaki Miyamoto、Shin-ichi Hamasaki、Tetsuji Daido

单位：长崎大学

本文发表于2024 13th International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA)

阅读全文：https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10815232

论文简介

本文探讨了可再生能源波动对直流电网电压稳定性的挑战及其对电力系统可靠性的影响。本文通过双有源桥（DAB）变换器与能源存储系统（ESS）的协同控制，提出一种考虑前馈的数字无差拍控制的高响应电压调节策略。研究旨在解决光伏等分布式电源输出突变引发的功率不平衡问题，特别关注DAB变换器的快速充放电切换与相位差优化方法。通过仿真（使用DSIM仿真软件）与实验验证，文章所提方案能在毫秒级时间内维持直流电网电压恒定（如380 V），显著降低波动幅度（较传统PI控制减少90 %以上）。此外，研究强调了补偿变压器内阻与死区时间误差的重要性，为可再生能源高渗透率场景下的电网稳定提供了高效解决方案。

使用DSIM进行DAB变换器与能源存储系统的电网电压控制仿真

本文使用DSIM对基于DAB变换器的能源存储系统进行仿真，仿真了光伏电流（I_PV）突变场景下的充放电切换过程，并分析了系统的动态响应与电压调节性能。仿真设置开关频率为10 kHz，采样周期100 µs。仿真参数包括：变压器漏感L_r=111.7 μH、磁化电感L_M=2.28 mH、直流电容C_dc=5600 μF等。结果表明，输出电流I_dc能快速跟踪指令值，直流电网电压V_dc始终稳定在380 V，同时对比传统PI控制，突显其波动抑制优势（波动幅度降低90%以上）。