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公开(公告)号：CN113673099B
公开(公告)日：2024-10-22
申请号：CN202110938060.8
申请日：2021-08-16
Applicant: 华北电力大学
Abstract: 本发明建立了一种基于模态划分的有源型MMC时域解析建模方法，有源型MMC为电池储能经双向DC‑DC变换器并联在半桥子模块电容侧。首先根据有源型MMC拓扑、工作原理和储能充放电机理分析其不同工作状态下的工作模式，进而引入开关函数模型，建立桥臂电流与流入子模块电流的关系，引入平均值法，建立储能电流与双向DC‑DC变换器输出电流的关系，最后根据子模块拓扑结构、KCL和KVL列写微分方程组，推导出有源型MMC电容电压、电容电流和储能电流的时域解析表达式，建立基于模态划分的有源型MMC时域解析模型。有源型MMC时域解析模型的建立为分析相关电气量影响因素，抑制电容电压波动和减小电流中谐波含量提供理论依据，对设备选型、参数优化等工作具有重要意义。
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公开(公告)号：CN114362226A
公开(公告)日：2022-04-15
申请号：CN202210007547.9
申请日：2022-01-06
Applicant: 华北电力大学
Abstract: 本发明提供了一种复杂工况下分布式储能型模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter Distributed Energy Storage,MMC‑DES)电池荷电状态(State of Charge,SOC)三级均衡控制策略。针对高电压大功率分布式储能型MMC运行工况和拓扑结构，建立分布式储能型MMC系统控制策略。以此为基础，针对在复杂工况下，相间、桥臂间和子模块间各电池SOC差异，应用梯形积分法离散电池荷电状态方程，建立离散时域预测功率模型和预测电流模型。进而计算出使各电池SOC趋近一致的电池充放电功率预测值或电池电流修正量，实现分布式储能型MMC各电池SOC均衡，解决电池的制造工艺、循环充放电次数不同和老化程度不一等因素导致各电池能量消耗存在差异，剩余电量不一致的问题。
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公开(公告)号：CN113489360A
公开(公告)日：2021-10-08
申请号：CN202110938059.5
申请日：2021-08-16
Applicant: 华北电力大学
IPC: H02M7/483 , H02M7/5387 , H02J3/32 , H02J3/01
Abstract: 本发明提供了一种基于模态划分的储能型MMC精确解析建模方法，提出子模块拓扑为储能模块直接并联在半桥子模块电容侧的储能型MMC精确解析模型，以此为基础，分析储能型MMC不同运行状态下的工作模式，进而根据储能型MMC桥臂电压和子模块电容电压建立开关函数模型，从而建立桥臂电流与子模块电流的关系，最后根据储能模块充放电机理、储能型MMC子模块拓扑、基尔霍夫定律列写微分方程组，确定储能型MMC电气量时域解析表达式，建立基于模态划分的储能型MMC精确解析模型。本发明可用于分析储能型MMC运行特性和相关电气量影响因素，为抑制电容电压波动和减小电流中谐波含量提供理论依据，对设备选型、参数优化等工作具有重要意义。
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公开(公告)号：CN116742681A
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202310401888.9
申请日：2023-04-14
Applicant: 华北电力大学 , 南方电网科学研究院有限责任公司
Abstract: 本发明公开了一种抑制电容电压波动的储能型MMC(modular multilevel converter with supercapacitor‑based energy storage system,MMC‑SESS)耦合谐波在线注入优化控制策略。建立考虑风功率波动和耦合谐波注入的储能型MMC桥臂瞬时功率数学模型，并提出耦合谐波的约束条件。在此基础上，基于粒子群优化算法提出以最小化桥臂功率波动的基频和二次谐波分量为目标在线优化耦合谐波参数方法，得到不同工况下耦合谐波的近优参数，实现对桥臂功率、电容电压和超级电容电流波动的抑制。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114884162A
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202210486531.0
申请日：2022-05-06
Applicant: 华北电力大学 , 南方电网科学研究院有限责任公司
Abstract: 本发明公开了一种适用于分布式储能型MMC的电池荷电状态预测优化控制方法，建立分布式储能型MMC模型、锂电池模型以及DC‑DC变换器模型；根据所建立的模型，依次进行电流内环控制和功率外环控制；电流内环控制是根据模型预测优化控制手段，得到IGBT开关管T4占空比信号，通过IGBT开关管T4占空比调制准确追踪动态电流参考值；功率外环控制是针对分布式储能型MMC相间、桥臂间和子模块间电池荷电状态差异，建立离散时域预测功率模型，通过负反馈控制生成动态电流参考值。上述方法简单有效，易于模块化设计，能够实现高电平大容量分布式储能型MMC电池荷电状态均衡，并提高系统能量利用率。
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公开(公告)号：CN114884162B
公开(公告)日：2024-08-06
申请号：CN202210486531.0
申请日：2022-05-06
Applicant: 华北电力大学 , 南方电网科学研究院有限责任公司
Abstract: 本发明公开了一种适用于分布式储能型MMC的电池荷电状态预测优化控制方法，建立分布式储能型MMC模型、锂电池模型以及DC‑DC变换器模型；根据所建立的模型，依次进行电流内环控制和功率外环控制；电流内环控制是根据模型预测优化控制手段，得到IGBT开关管T4占空比信号，通过IGBT开关管T4占空比调制准确追踪动态电流参考值；功率外环控制是针对分布式储能型MMC相间、桥臂间和子模块间电池荷电状态差异，建立离散时域预测功率模型，通过负反馈控制生成动态电流参考值。上述方法简单有效，易于模块化设计，能够实现高电平大容量分布式储能型MMC电池荷电状态均衡，并提高系统能量利用率。
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公开(公告)号：CN114204586A
公开(公告)日：2022-03-18
申请号：CN202111468699.0
申请日：2021-12-03
Applicant: 华北电力大学
Abstract: 一种适用于多工况的抑制MMC电容电压波动的二次谐波注入方法，它包括以下步骤：步骤1：获得二倍频环流注入后的三相桥臂瞬时功率表达式，并以三相桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动分量为基础，建立优化目标函数；步骤2：根据优化计算结果确定二倍频环流和注入的幅值和相位；步骤3：根据计算的幅值、相位生成控制器所需要的参考信号。
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公开(公告)号：CN113673099A
公开(公告)日：2021-11-19
申请号：CN202110938060.8
申请日：2021-08-16
Applicant: 华北电力大学
Abstract: 本发明建立了一种基于模态划分的有源型MMC时域解析建模方法，有源型MMC为电池储能经双向DC‑DC变换器并联在半桥子模块电容侧。首先根据有源型MMC拓扑、工作原理和储能充放电机理分析其不同工作状态下的工作模式，进而引入开关函数模型，建立桥臂电流与流入子模块电流的关系，引入平均值法，建立储能电流与双向DC‑DC变换器输出电流的关系，最后根据子模块拓扑结构、KCL和KVL列写微分方程组，推导出有源型MMC电容电压、电容电流和储能电流的时域解析表达式，建立基于模态划分的有源型MMC时域解析模型。有源型MMC时域解析模型的建立为分析相关电气量影响因素，抑制电容电压波动和减小电流中谐波含量提供理论依据，对设备选型、参数优化等工作具有重要意义。
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公开(公告)号：CN117217151A
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202311206650.7
申请日：2023-09-19
Applicant: 华北电力大学 , 南方电网科学研究院有限责任公司
IPC: G06F30/367 , H02J3/38 , H02J3/32 , H02J3/36 , H02J7/34
Abstract: 本发明的目的是提供一种适用于超级电容储能型MMC(modular multilevel converter with supercapacitor‑based energy storage system,MMC‑SESS)的多工况电磁暂态等效建模方法，首先根据场景和工况需求确定接入方式和超级电容模型，根据拓扑对电容电感进行离散化，以及对开关组使用二值电阻方法进行建模，获得子模块的伴随电路，对子模块使用嵌套快速求解法消去内部节点，保留内部信息，获得子模块戴维南等效电路。将桥臂中串联的子模块等效电路进行合并，再将桥臂等效模型组合，并根据闭锁模态分析添加外置闭锁回路，即获得了MMC‑SESS的多工况电磁暂态等效模型。该方法简单有效，易于模块化设计，能够显著提高换流站仿真速度，节约计算机资源，有效提升了大容量MMC‑SESS的仿真速度，为换流器的实时仿真提供基础。
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