高能量转换效率的变结构光伏发电-电池储能系统

在能源危机和气候变化的双重影响下，如何提高能源转换效率越来越受到关注。传统的光伏发电-电池储能系统往往利用多级变换器实现 DC/AC 电能的转换，这种拓扑结构存在以下弊端，比如第一级 DC/DC 升压变换器的泵升电压范围有限，第二级 VSC 转换器变换出的交流电谐波成分比较大等。

研发团队构建了一种全新的基于级联双 H 桥的光伏发电-电池储能系统拓扑结构。为了简化硬件，提高系统稳定性，该方案成功将所有能量转换环节集中在了一个转换器中完成，得益于引入具有串并联功能的模块化多电平转换器（MMSPC）这一变结构设计。所提控制策略可提高能源转换效率，即确保各模块级的光伏阵列始终运行在各自最大功率点附近，电池组起到调节负载和光伏阵列功率的作用。此外，由于不同模块之间频繁地实现串并联的切换，为了最大限度地减少模块之间的电压差引起的电流波动，相应的平流措施也被巧妙地解决。这种将不同类型能源集成于单一转换器的架构填补了 MMSPC 在该领域应用的空白。