储能变流器（PowerControlSystem——PCS）设计原理 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
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。 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、电流转变成陶粒砖
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。
深度时空 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。
导游扩音器 （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。119b
（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%;
四爪螺母
（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：储能装置数学模型电源转换电路
基于I.CI 滤波器的PCS主电路拓扑结构如
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。
储能双向变流器主电路参数及应⽤
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：
储能双向变流器主电路参数及应⽤
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：
储能双向变流器主电路参数及应⽤
储能双向变流器主电路参数及应⽤
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
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