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Yuwei Sun (North China Electric Power University) Jiaomin Liu (North China Electric Power University) Yonggang Li (North China Electric Power University) Chao Fu (North China Electric Power University) Yi Wang (North China Electric Power University)
저널정보
전력전자학회 JOURNAL OF POWER ELECTRONICS JOURNAL OF POWER ELECTRONICS Vol.17 No.6
발행연도
2017.11
수록면
1,625 - 1,636 (12page)

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A power electronic transformer (PET) based on the cascaded H-bridge (CHB) and the isolated bidirectional DC/DC converter (IBDC) is capable of accommodating a large scale battery energy storage system (BESS) in the medium-voltage grid, and is referred to as a power electronic transformer based battery energy storage system (PET-BESS). This paper investigates the PET-BESS and proposes a coordinative control strategy for it. In the proposed method, the CHB controls the power flow and the battery state-of-charge (SOC) balancing, while the IBDC maintains the dc-link voltages with feedforward implementation of the power reference and the switch status of the CHB. State-feedback and linear quadratic Riccati (LQR) methods have been adopted in the CHB to control the grid current, active power and reactive power. A hybrid PWM modulating method is utilized to achieve SOC balancing, where battery SOC sorting is involved. The feedforward path of the power reference and the CHB switch status substantially reduces the dc-link voltage fluctuations under dynamic power variations. The effectiveness of the proposed control has been verified both by simulation and experimental results. The performance of the PET-BESS under bidirectional power flow has been improved, and the battery SOC values have been adjusted to converge.
#LQR #Battery energy storage #Coordinative control #Power electronic transformer #SOC balancing #State-feedback

목차

Abstract
Ⅰ. INTRODUCTION
Ⅱ. SYSTEM CONFIGURATION
Ⅲ. PRINCIPLE AND DESIGNING OF THE CONTROLLERS
Ⅳ. HPWM BASED SOC BALANCING STRATEGY
Ⅴ. SIMULATION AND EXPERIMENTAL VERIFICATION
Ⅵ. CONCLUSIONS
REFERENCES

참고문헌 (25)

참고문헌 신청
M. Sedghi, A. Ahmadian, E. Pashajavid, and M. Aliakbar-Golkar, “Storage scheduling for optimal energy management in active distribution network considering load, wind, and plug-in electric vehicles uncertainties,” J. Renew. Sustain. Energy, Vol. 7, 033120, Jun. 2015. M. S. Ballal, K. V. Bhadane, R. M. Moharil, and H. M. Suryawanshi, “A control and protection model for the distributed generation and energy storage system in microgrids,” Journal of Power Electronics, Vol. 16, No. 2, pp. 748-759, Mar. 2016. L. Maharjan, T. Yamagishi, and H. Akagi, “Active-power control of individual converter cells for a battery energy storage system based on a multilevel cascade PWM converter,” IEEE Trans. Power Electron., Vol. 27, No. 3, pp. 1099-1107, Mar. 2012. W. Wang, F. Wu, K. Zhao, L. Sun, J. Duan, and D. Sun, “Elimination of the state-of-charge errors for distributed battery energy storage devices in islanded droop-controlled microgrids,” Journal of Power Electronics, Vol. 15, No. 4, pp. 1105-1118, Jul. 2015. K. F. Krommydas and A. T. Alexandridis, “Modular control design and stability analysis of isolated PV-source/battery-storage distributed generation systems,” IEEE Trans. Emerg. Sel. Topics Circuits Syst., Vol. 5, No. 3, pp. 372-382, Aug./Sep. 2015.

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