对一种结构简单且成本效益高的直流母线储能系统的研究

《IEEE Transactions on Power Electronics》：Investigation of an Easy-Structured and Cost-Effective Energy-Storage System in the DC-Bus

提出驱动系统反馈能量直接存储新方法，无需中间DC-DC转换。通过并联大容量超级电容实现直流母线能量存储，降低系统成本30%以上，效率提升至92.5%，经仿真和实测验证显著优于传统方案。

　　

摘要：

本文提出了一种用于驱动系统反馈能量的新型储能技术。一种广泛应用于高功率领域的成熟技术是将能量通过三相全桥反馈到电网中。然而，对于较小的驱动系统来说，由于成本和效率的原因，这种方案并不可行。在这种情况下，将反馈的能量直接存储在直流母线中更为有利。直接将能量存储在整流器的电容器中的最简单方法受到电容和电压问题的限制。如果使用超电容器等大型储能电容器直接存储在直流母线中，其电压等级也会成为限制因素。因此，需要先进行双向直流/直流（DC/DC）转换，但这在成本和效率方面也存在缺点。本文提出的新方法允许储能电容器直接在直流母线上工作，无需先进行DC/DC转换，从而降低了成本、提高了效率，并实现了最佳的成本效益比。通过详细阐述该技术的拓扑结构、建模以及基于仿真和测量的评估，展示了这种基于电流源的储能方法的主要功能。结果表明，这种新方法是一种有前景的替代方案，可以替代传统的DC/DC转换方式。

引言

在电力电子领域，高效的能量转换和存储是能源转型过程中最重要的课题之一。特别是在带有驱动系统的工业应用中，高效利用能源变得越来越重要。除了效率之外，这类系统的数量也同样重要，因此这些系统既需要高效，又需要具备成本效益。