模块化级联储能系统电压纹波抑制策略

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2026.04.009

电器与能效管理技术 ›› 2026, Vol. 0 ›› Issue (4): 77-87.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2026.04.009

模块化级联储能系统电压纹波抑制策略

刘静宇¹, 武钰程², 逯宏坤², 郑文龙², 李海君²

¹ 北京机械设备研究所, 北京 100854
² 航天长峰朝阳电源有限公司, 辽宁朝阳 122000

收稿日期:2026-01-27 出版日期:2026-04-30 发布日期:2026-05-18
作者简介:刘静宇(1999—),男,硕士,工程师,研究方向为功率电力电子变换技术。|武钰程(1997—),男,硕士,工程师,研究方向为电力电子变换技术、储能技术。|逯宏坤(1987—),男,研究方向为高效率DC/DC变换器拓扑及控制。

Voltage Ripple Suppression Strategy for Modular Cascaded Energy Storage Systems

LIU Jingyu¹, WU Yucheng², LU Hongkun², ZHENG Wenlong², LI Haijun²

¹ Beijing Institute of Mechanical Equipment, Beijing 100854, China
² Aerospace Changfeng Chaoyang Power Co., Ltd., Chaoyang 122000, China

Received:2026-01-27 Online:2026-04-30 Published:2026-05-18

摘要/Abstract

摘要：

为抑制模块化级联储能系统在参数不一致工况下的母线电压纹波,提出一种自适应载波移相调制策略。该方法基于频域分析建立纹波矢量模型,通过构建闭合矢量多边形与组间相位协调,消除开关频次及倍频纹波;针对理论无解区间,采用极值寻优配置实现纹波幅值最小化。仿真与实验结果表明,该策略显著降低了母线电压纹波幅值,在电池状态宽范围波动下具有良好的鲁棒性,验证了方法的有效性。

关键词: 模块化级联储能系统, 四开关变换器, 自适应载波移相, 矢量多边形, 纹波抑制

Abstract:

To suppress the bus voltage ripple in modular cascaded energy storage systems under parameter mismatch conditions, an adaptive carrier phase-shift modulation strategy is proposed. Based on frequency-domain analysis and ripple vector modeling, the switching-frequency and double-frequency ripples are eliminated by constructing closed vector polygons and coordinating inter-group phases. For theoretically unsolvable regions, the ripple amplitude is minimized via extremum optimization. Simulation and experimental results demonstrate that the proposed strategy significantly reduces the bus voltage ripple amplitude and exhibits good robustness under wide-range battery state fluctuations, validating its effectiveness.

Key words: modular cascaded energy storage system, four-switch converter, adaptive carrier phase-shift, vector polygon, ripple supperession

中图分类号:

TM46

刘静宇, 武钰程, 逯宏坤, 郑文龙, 李海君. 模块化级联储能系统电压纹波抑制策略[J]. 电器与能效管理技术, 2026, 0(4): 77-87.

LIU Jingyu, WU Yucheng, LU Hongkun, ZHENG Wenlong, LI Haijun. Voltage Ripple Suppression Strategy for Modular Cascaded Energy Storage Systems[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2026, 0(4): 77-87.

图/表 16

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参考文献 15

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拓扑	输入电压(u₁/u₂/u₃/u₄/u₅)/V	占空比(d₁/d₂/d₃/d₄/d₅)	最优移相角(?₁/?₂/?₃/?₄/?₅)/(°)
三模块	42/48/50	0.28/0.16/0.13	0/146.54/241.60
四模块	40/45/50/55	0.37/0.26/0.17/0.09	0/91/180/258

模块化级联储能系统电压纹波抑制策略

Voltage Ripple Suppression Strategy for Modular Cascaded Energy Storage Systems

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