基于MMC的储能型同相供电系统模型及控制策略

为解决电气化铁路中的负序问题、电分相问题和再生制动能量回收问题，研究一种储能型同相供电系统。其采用模块化多电平变流器（MMC）作为同相补偿装置，以避免基于级联H桥结构的传统系统中存在的占地大和损耗高等问题，并接入储能装置。在分析主电路工作原理和储能型同相补偿装置工作原理的基础上，建立储能型同相供电系统模型；结合牵引负荷特性划分3种工作模式，包括再生制动、削峰和填谷模式，并以相关国标限值为约束，计算各端口参考电流；提出分层协调控制策略，其中端口电流控制协调不同工作模式间的快速动态切换，荷电状态（SOC）均衡控制提高储能容量利用率。算例结果表明：系统在牵引负荷的不同工况下完成了负序的有效补偿，并且通过SOC均衡控制实现再生制动能量的高效利用；与传统系统采用的储能母线接入方式和SOC均衡控制相比，所提出的系统具有可靠性高和控制简单的优点。