一种能储互补多端口电源变换器系统实验平台

直流微网技术促进了分布式能源、储能以及电力电子技术的快速发展,使得多能互补、能源互联系统应用越加广泛。本文以燃料电池发电源、超级电容器储能及其DC-DC变换器为基础,开发了一种能储互补多端口电源变换器系统实验平台。实验系统采用单元模块化结构,分别设计了燃料电池及单向DC-DC变换器单元、超级电容模组及双向DC-DC变换器单元、集合驱动采样的DSP控制器单元。通过搭建的系统平台,开展了相应的实验研究和分析,能够促进学生掌握电力电子技术知识,强化动手实践和产业化训练,提高电力电子系统综合设计分析能力。     

基于双向半桥DC-DC的超级电容器储能系统仿真研究

引入了双向半桥DC—DC变换器对超级电容器进行充放电的换流方式;阐述了超级电容器在双向半桥DC—DC变换器工作原理;分析了单端稳压和稳压快速充电两种控制策略,并给出了双闭环控制的原理框图;最后搭建了以直流电机为负载的上述两种控制策略下的仿真系统,通过设定电机运行多种工况,完整地考察了超级电容与位能负载间的多种换流情况。仿真结果验证了该变换电路不仅能够实现馈能的完全吸收,还具有较’陕速的放电过程动态响应,且电路简单,易于工程实现,满足了位能型负载下超级电容器储能系统的变换要求。     

纯电动汽车复合电源功率分配控制策略研究

以超级电容与双向DC/DC变换器串联再与蓄电池并联的复合电源为研究对象,提出一种逻辑门限控制与模糊控制相结合的复合电源功率分配控制策略。首先利用Matlab/Simulink软件建立复合电源功率分配控制策略模块;然后运用ADVISOR软件进行二次开发,搭建纯电动汽车整车仿真模型;最后结合城市道路驱动工况进行仿真分析。结果表明,基于该控制策略的复合电源能够有效地节省蓄电池的电量,延长复合电源的工作寿命,纯电动汽车的动力性能和续驶里程明显提升。     

基于三端口双向直流变换器的负序电流平衡方法的研究

本文提出一种基于三端口双向直流变换器的新型负序电流平衡方法及其拓扑,该方法通过三端口双向直流变换器实现了三相电网间的有功能量交换,能有效改善电网三相电流不平衡问题。本文分析了电路基本工作原理,提出了系统的三相负序平衡控制策略。仿真结果验证了本文提出控制策略的有效性以及负序电流平衡方法的可行性。在合适的控制策略下,本拓扑能同时实现对包括负序、无功和谐波电流在内的综合补偿。     

基于STM32的Buck-Boost双向DC-DC变换器的研究

针对当前汽车电源系统中双向DC-DC（直流电转换为直流电）变换器存在的开关技术复杂、设计和制造成本大、测试和调整难度大、充放电效率低等问题，设计了一种基于SMT32双闭环控制的Buck-Boost（降压/升压）型的低成本直流变换器。首先，详细分析了Buck-Boost直流变换器的电路结构和充放电工作模式。其次，设计了双向DC-DC变换器总体电路图，并进行了比例-积分（PI）调节器参数选择。最后，通过MATLAB搭建了仿真模型。仿真结果表明，所采用的控制方法能很好地实现DC-DC变换器的功率变换，具有稳定性好、抗干扰能力强、响应速度快和效率高的特点，有望进一步降低汽车电源系统的成本。     

复合能源双向DC/DC变换器的建模与控制策略研究

提出一种基于超级电容的双向DC/DC变换器。根据DC/DC变换器的基本原理,在小信号假设条件下,采用状态空间平均法,建立变换器的数学模型;根据双向变换器的双向传递能量的工作原理,制定有效合理的控制策略;利用Matlab/Simulink库中超级电容模块搭建双向DC/DC变换器进行仿真,仿真和实验结果均表明,系统能够实现能量的双向传递,验证了其正确性和合理性。     

一种新型双向直流变换器拓扑与控制策略研究

随着农用可再生能源发电、分布式发电、微电网与智能电网技术的不断发展,对储能变流系统的要求也越来越高,其中大变压比高压双向直流变换器已成为储能变流的研究热点。针对传统的双向Buck/Boost DC-DC等非隔离型变换器变压比小、开关管电压应力大等缺点,提出了一种新型半桥三电平推挽式(half bridge TL push-pull)双向DC-DC变换器,它具有电气隔离,充放电均可实现两级变压来形成大变压比,开关器件少,且开关管电压应力仅为高压侧输入电压的一半并可实现软开关的优点。并对新型双向DC-DC变换器提出通过对蓄电池荷电状态(SOC)的检测与上位机的指令信号来控制实现双向DC-DC变换器工作模式的切换。并通过仿真实验验证新型双向变流器的可行性与优越性。     

基于超级电容双向多端口DC/DC变换器的设计与研究

提出了基于超级电容的双向多端口DC/DC变换器设计方法。在常见的6种单管DC/DC变换器的开关管和二极管两端分别反向并联二极管和开关管,构成双向DC/DC变换器单元,以超级电容为各个变换器单元的连接枢纽,其两端电压作为直流母线电压,构成一个各个端口之间可以互相传递能量的双向多端口DC/DC变换器。在Matlab/Simulink环境下搭建变换器模型,仿真结果证明了双向多端口DC/DC变换器的可行性。     

混合动力船舶双向DC-DC变换器的研究与设计

针对全桥双向DC-DC变换器Buck和Boost两种模式参数设计要求不同的问题,提出了一种"占空比-变压器-电感"匹配设计法。对全桥双向DC-DC变换器的两种工作模式分别进行建模,设计了闭环控制系统,Buck模式的闭环控制系统保证了动力电池恒压充电;Boost模式的闭环控制系统保证了母线电压恒定。根据混合动力船舶的特点设计了双向DCDC变换器,仿真实验验证了所设计的双向DC-DC变换器控制系统和控制策略的正确性,保证了分别处于两种工作模式时输出端电压稳定。     

电动汽车用双向DC-DC变换器最优效率控制研究

针对电动汽车复合能源系统中隔离双向DC-DC变换器采用传统单移相控制峰值电流和功率损耗过大的缺陷,提出一种基于双重移相控制的最优效率控制策略。首先分析了双重移相控制工作原理,建立了隔离双向DC-DC变换器功率损耗模型,然后分析推导了隔离双向DC-DC变换器功率损耗最小的条件及最优效率控制的实现方案,使双向DC-DC变换器工作在功率损耗最小状态,从而使系统效率实现最大化。最后通过实验验证了最优效率控制的正确性和优越性。