Cooperative Suppression Method for DC-side Ripple Current in Cascaded H-bridge Energy Storage Converter

HU Shunquan; CHEN Alian; LIU Tong; LU Jiaxuan; SHEN Yuqi; LI Qiang

doi:10.7500/AEPS20240329003

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Cooperative Suppression Method for DC-side Ripple Current in Cascaded H-bridge Energy Storage Converter

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Cooperative Suppression Method for DC-side Ripple Current in Cascaded H-bridge Energy Storage Converter
- Automation of Electric Power Systems Vol. 48, Issue 24, Pages: 136-144(2024)
- 作者机构：
  
  1.山东大学控制科学与工程学院，山东省济南市 250061
  2.山东大学电气工程学院，山东省济南市 250061
  3.新风光电子科技股份有限公司，山东省济宁市 272500
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(U2006222);Postdoctoral Fellowship Program of China Postdoctoral Science Foundation(GZC20231432);China Postdoctoral Science Foundation(2024M751808)
- DOI：10.7500/AEPS20240329003
  CLC：
- Received：29 March 2024，
  
  Revised：2024-08-12，
  
  Published：25 December 2024
- 稿件说明：
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胡顺全,陈阿莲,刘通等.级联H桥储能变流器直流侧纹波电流协同抑制方法[J].电力系统自动化,2024,48(24):136-144.

HU Shunquan,CHEN Alian,LIU Tong,et al.Cooperative Suppression Method for DC-side Ripple Current in Cascaded H-bridge Energy Storage Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(24):136-144.
胡顺全,陈阿莲,刘通等.级联H桥储能变流器直流侧纹波电流协同抑制方法[J].电力系统自动化,2024,48(24):136-144. DOI： 10.7500/AEPS20240329003.

HU Shunquan,CHEN Alian,LIU Tong,et al.Cooperative Suppression Method for DC-side Ripple Current in Cascaded H-bridge Energy Storage Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(24):136-144. DOI： 10.7500/AEPS20240329003.

摘要

H桥模块（单相变流器）作为级联储能变流器的基本单元，其固有功率变换特性会导致直流侧产生大量纹波电流，严重威胁交流侧电能质量和储能电池寿命。文中在全面分析纹波电流产生机理的基础上，提出一种基于串-并联滤波器的级联H桥变流器协同抑制方案，有效提高直流侧电流质量。通过分析无源参数的阻抗特点，给出了双LC滤波器参数配置方案，使所提滤波器既能吸收二倍频纹波电流，又能吸收高频纹波电流。同时，提出一种改进的三次谐波注入法，进一步减小直流侧纹波电流。最后，仿真和实验结果验证了所提方案的有效性。

Abstract

As the basic unit of the cascaded energy storage converter

the H-bridge module (single-phase converter) has inherent power conversion characteristics

causing a large amount of ripple current on the DC side

which in turn seriously threatens the power quality on the AC side and the lifetime of the energy storage battery. Based on a comprehensive analysis of the ripple current generation mechanism

this paper proposes a cooperative suppression scheme for the cascaded H-bridge converter based on series-parallel filters to significantly improve the current quality on the DC side. By analyzing the impedance characteristics of the passive parameters

the parameter configuration scheme of the dual LC filter is given

so that the proposed filter can absorb both the double-power-frequency ripple current and the high-frequency ripple current. Simultaneously

an improved third harmonic injection method is proposed to reduce the DC-side ripple current. Finally

simulation and experimental results validate the effectiveness of the proposed scheme.

关键词

Keywords

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