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近年来,全球电力需求不断增长,传统石化资源日渐消减,新能源技术得到了快速发展和应用。然而,分布式能源并网给电力系统的稳定性和可控性带来了极大的挑战。储能系统为解决这一问题提供了新的技术和手段。基于电池储能的组合级联式功率转换系统(Hybrid Cascaded Power Conversion System, HC-PCS)是静止同步补偿器与电池能量管理系统相结合的综合补偿装置,具备有功和无功功率四象限调节能力,是解决分布式能源并网问题的理想方案。本文依托北京市科技计划项目“光伏并网用统一功率控制装备及直流微网技术研究与示范应用(E13H00041)”,在分析HC-PCS拓扑结构及特点的基础上,结合光伏发电并网要求,提出HC-PCS内在电池自均衡控制以及对光伏电站有功与无功综合协调补偿的复合功率控制策略,主要内容如下：首先,详细介绍电池储能系统模型,采用基于锂电池储能的组合级联式功率转换结构；分析其组合级联式变换器的基本工作原理、控制方式和功率传输特性,结合实际工程数据,选取电池储能系统的主电路的拓扑结构及主要参数。根据组合级联式电池储能系统的运行要求,设计PQ解耦控制策略实现其四象限运行特性,使其能够工作在BESS和STATCOM两种模式下。其次,针对级联式结构中存在的电池组间荷电状态(State of Charge,SOC)不均衡问题,提出两种自均衡控制策略：(1)基于SOC重心偏移的两级均衡法；(2)基于特征谐波消除PWM (Selective Harmonic Elimination PWM, SHE-PWM)的差异化充放电方法。对比分析两种均衡控制策略的优缺点,并给出SOC自均衡控制启动或退出的条件和步骤。通过理论推导和PSCAD/EMTDC仿真验证,分别比较传统移相SPWM控制和两种电池SOC自均衡控制的谐波性能。最后,提出HC-PCS对光伏电站有功与无功综合补偿的复合功率协调控制策略。此复合控制策略兼顾对电池组进行保护,提高电池组有效利用率,避免电池频繁充放电；结合光伏电站的输出有功功率平滑和低电压穿越能力(Low Voltage Ride Through, LVRT)需求来确定HC-PCS的输出参考值,使HC-PCS能够对光伏发电的输出进行有功与无功功率的协调补偿,充分利用其PQ四象限运行的特性；同时附加功率的变化率控制,利用其快速功率调节特性更好的补偿不规则的光伏波动。并对所提出的复合控制策略进行仿真验证。