电动汽车的双向DC-DC变换器多模态控制方法

针对当前电动汽车功率控制过程中存在负载跳变抗干扰性能差、响应速度较慢等问题,提出一种应用于电动汽车的双向DC-DC变换器多模态控制方法。文章详细分析了电动汽车双向DC-DC变换器的拓扑结构和升降压控制模式;结合不同工况下的变换器工作状态,分析电压和电流模式控制,得出其电压、电流开闭环函数;利用多模态控制方法,由变换器的功能控制单元下达电压、电流环给定信号来实现功率波动平抑控制;在MATLAB中搭建了仿真模型。仿真结果表明,文章所提出的控制方法能够较好地实现双向DC-DC变换器的功率波动平抑功能,具有稳定性好、对负载跳变抗干扰性能强、响应速度快的特点。     

双级锂电池-超级电容混合储能的协调控制及功率分配

为平抑直驱式永磁同步风电机组功率波动,文章采用双级锂电池-超级电容混合储能的分层控制策略。首先,通过双向DC/DC变换器控制各储能单元充、放电;其次,将混合储能系统分为协调管理层和功率优化层,协调管理层充分利用锂电池和超级电容优势互补,功率优化层以锂电池荷电状态和最大充、放电功率为约束,建立锂电池功率分配策略及充、放电模式切换;最后,将实测风速数据导入仿真模型,并对比单级锂电池系统的充、放电次数。仿真结果表明,文章所提混合储能系统分层控制策略可很好地实现平滑风电系统出力,且减少了锂电池的充、放电次数,延长锂电池的使用寿命。     

一种特殊的双向Boost变换器在LED光伏照明中的应用

LED光伏照明系统是新能源技术和节能新光源技术的完美结合。LED光伏照明系统存在两个关键问题:一是光伏电池的最大功率点跟踪,二是LED的驱动,解决这两个问题都要用到直流变换器。文章给出了最大功率点跟踪的原理,比较了LED的驱动方法,分析了Boost变换器原理和双向直流变换器的构成,提出了一种适用于LED光伏照明的特殊双向Boost变换器。试验结果表明,该变换器具有采用元件较少、高效、低成本、体积较小、便于集中控制等优点。     

多输入双向DC-DC变换器在燃料电池系统的应用

针对一种应用于燃料电池电动汽车驱动系统的多输入三半桥双向DC-DC变换器,对燃料电池电动汽车系统的工作过程进行了描述,同时对多输入三半桥变换器的稳态特性和软开关条件进行了详细的理论分析。最后通过仿真和实验验证了多输入三半桥双向DC-DC变换器的性能。     

PWM加双移相控制双向Buck-Boost集成三端口DC-DC变换器

研究的三端口DC-DC变换器可实现交错并联双向Buck-Boost电路与双有源桥电路的集成,结构简单、功率密度高,适用于光伏、燃料电池等可再生能源发电系统。采用PWM加双移相控制方式,该变换器不仅可实现3个端口间灵活的双向功率传输控制,还可保证所有开关管的软开关,减小开关损耗。研究双向Buck-Boost集成三端口变换器的基本工作原理及PWM加双移相控制策略。以光伏-蓄电池联合供电系统为例,对系统功率传输模式及不同工作情况下的功率特性和软开关条件进行深入分析。最后搭建一台350 W的实验样机,实验验证理论分析的正确性及控制方案的有效性。     

基于GaN的准方波Boost变换器拓扑分析

基于实际太阳能无人机的应用背景,对其核心功率变换部分展开深入研究。通过在传统同步整流型Boost变换器基础上增加少量无源元件,利用电感电流的连续性,构造功率开关输出电容放电环节,在保证主功率电感电流纹波较小的情况下实现功率开关的零电压开通,克服传统同步整流型Boost变换器为实现软开关而工作于准方波模式下,电感电流纹波较大的问题,从而有助于延长无人机蓄电池组的使用寿命。从该拓扑的模态分析出发,对功率开关的零电压开通实现过程进行详细分析。此外,对变换器进行参数设计,总结整个变换器的主要损耗计算方法。最后,利用GaN功率开关器件,搭建一台额定功率为500 W的实验样机,并与相同工况下的同步整流型Boost变换器进行对比。实验结果与理论分析基本一致,峰值效率达到96%。验证了理论分析的准确性以及该拓扑的实际可行性。     

基于双向全桥的部分隔离型四端口变换器的研究

文章提出了基于双向全桥DC/DC的部分隔离型四端口变换器。该变换器由两个Boost变换器和一个双向全桥DC/DC变换器构成,实现了功率的双向传递以及部分端口之间的隔离。根据其提出了四端口的运行模式,设计出四端口变换器在不同的运行模式下的控制策略,最后通过四端口变换器的各个运行模式以及模式之间的转换实验分析,验证了新型四端口变换器的可行性。     

智能用电互动化业务的运营风险评估分析

摘要： 互动化是未来智能电网发展的主要方向。提出基于多层次模糊评价法的双向互动服务商业化运营模式风险评估模型。给出双向互动服务商业化运营模式风险评估的一般原则,并据此提出基于多层次模糊综合评价法的商业化运营模式风险评估方法。针对新型双向互动服务,给出其风险评估的基本技术路线。最后,以电动汽车充换电的合作和独立运营模式为例进行风险评估。结果表明,电动汽车充换电的合作运营模式优于独立运营模式。     

一种用于光储系统的部分功率三端口直流变换器

针对光储系统提出一种三端口拓扑结构,该拓扑通过在基于移相全桥的部分功率变换器上扩展出蓄电池端口,来克服部分功率变换器抗输入扰动能力差的缺点,且蓄电池端口具备功率控制功能,有利于提高光储系统功率密度。首先给出电路建立过程,并给出功率传输的数学描述和小信号模型,给出变换器控制策略。仿真与实验结果表明,变换器的电压稳定性得到提升并实现最大功率点跟踪、充放电控制和负载电压稳定的功能,且在切载时具有良好的动态性能。     

双串联谐振双向三端口DC/DC变换器选频解耦控制研究

针对双串联谐振双向三端口DC/DC变换器,提出一种可抑制寄生漏感影响的选频解耦控制方案。通过分析输出绕组漏感对两输入端口耦合关系的影响,选择特定开关频率和谐振频率比值,抑制两输入端口之间的功率耦合关系,实现对多输入端口功率解耦控制的目的。分析解耦系统的稳态工作模式,确定变换器不同工作模式下各端口功率特性,并采用移相控制策略实现恒压输出及各端口功率的自动平衡调节。仿真和实验结果验证了上述理论的正确性和控制方案的可行性。     

柔性并网光储系统的设计与实现

为实现主动配电网中清洁能源对电网的支撑和调节功能,设计并开发一种柔性并网光储系统。系统上位机实现顶层控制策略,确定系统参与配电网优化运行的最优有功、无功出力,实现光储系统友好接入电网。系统能量变换单元由光伏DC/DC变换器、储能双向DC/DC变换器和DC/AC变换器3部分组成,其中光伏DC/DC实现升压功能和最大功率点跟踪(MPPT),储能双向DC/DC实现功率可控的充放电,使系统并网有功为参与配电网优化运行的最优有功功率。DC/AC变换器稳定直流母线电压,实现有功、无功最优并网,同时检测负载电流,实现谐波补偿。基于配电网动态模拟系统构建实验平台,测试结果验证柔性并网光储系统工作的有效性和可行性,为高渗透率并网光储系统的工程应用奠定基础。     

一种基于自适应爬山法的蓄电池充电控制器

基于升压型移相全桥ZVZCS DC/DC交换器构建了蓄电池充电器系统,同时采用一种自适应爬山法实现对太阳电池最大功率点的跟踪。在对主电路进行仿真分析的基础上,给出了具体电路和实际调试波形。对比仿真和实验结果,验证了基于软开关技术应用于光伏发电用DC/DC变换器中的可行性。     

宽范围输入下的Buck/Boost-DAB级联变换器建模及控制

开展用于储能系统的双向DC/DC的研究,分析Buck/Boost-DAB级联系统的拓扑结构,给出了级联系统的协同控制策略,实现了级联系统的宽范围电压输入,解决了DAB变换器在输入、输出电压不匹配时的功率回流问题,提高了系统的效率.该控制方案实现了Buck/Boost变换器和DAB变换器的特性互补,同时实现电气隔离和宽电...     

独立光伏供电系统中多储能单元协调控制策略的研究

文章提出了一种由超级电容器和多个蓄电池储能单元组成的混合储能系统,并将该储能系统应用于独立光伏供电系统。其中,多个蓄电池储能单元能够增大混合储能系统的容量,并提高供电系统的可靠性。由于不同的蓄电池储能单元的荷电状态存在差异,因此,提出了一种改进SOC下垂控制方法,并利用该控制方法实现了不同蓄电池储能单元传输功率的优化分配和SOC的动态均衡,优化了蓄电池储能单元的能量传输过程。超级电容器可以补偿光伏系统传输功率缺额的高频部分,减少蓄电池储能单元充、放电的次数,维持直流母线电压的稳定。文章通过仿真模拟,验证了所提出的控制策略能够优化各储能单元的运行状态,并有效地维持了光伏系统传输功率的平衡和直流母线电压的稳定。     

一种谐振型双半桥+全桥三端口DC-DC变换器

提出一种谐振型双半桥+全桥三端口DC-DC变换器,各端口间均可实现功率双向流动。首先,分析该三端口DC-DC变换器的工作原理;其次,建立变换器稳态模型并分析功率传输特性和软开关特性;然后,对端口间功率耦合原因进行分析并提出硬件解耦方法;最后,通过磁集成降低磁元件数量,并通过仿真和样机实验验证所提三端口变换器硬件解耦的可行性以及磁设计和控制方案的正确性。     

一种基于MMC的电动汽车充放电系统及其稳态运行研究

针对特定场合下规模化电动汽车集中充放电需求以及由此引起的电网三相不平衡、并网谐波含量高等问题,提出了一种基于模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）的规模化电动汽车集中充放电系统。其拓扑在传统MMC的基础上,在子模块内部通过双向Buck/Boost电路连接连接电动汽车,通过控制实现了电网与子模块内电动汽车动力电池之间功率双向流动,并且可以避免目前由于大规模充放电引起的电能质量问题。通过Matlab/Simulink仿真,在模块全接入电动汽车的情况下,对系统结构的可行性和控制策略的有效性进行了验证,结果表明该系统兼具较高的灵活性和良好的电网友好性。     

一种新型单级双向隔离AC-DC变换器

提出一种适用于V2G(Vehicle tǒgrid,VZG)和电网-蓄电池储能等系统的单级双向隔离AC-DC变换器。该变换器可实现高效率、高功率密度,及能量双向传输。该文介绍该变换器的工作原理、功率传输特性,分析并设计软开关ZVS(zero voltage switching,ZVS)的实现,最终可在宽增益范围和全负载情况下实现软开关,并制作一台500 W的实验样机进行验证。     

具有新型MPPT算法的独立光伏充电器的研究

研究提出一种新型的MPPT算法,实现蓄电池在主充阶段尽可能多的能量输入,实现快速充电和固定频率控制算法,实现蓄电池在均充、浮充阶段的恒压充电,从而提高独立光伏充电器的充电效率,并通过硬件试验平台进行试验运行和数据检测,验证该设计的有效性。结果表明,该太阳能独立光伏充电系统采用新MPPT算法可实现蓄电池最大功率捕获,符合设计的要求。     

全球电动汽车市场及其最新技术进展

与前几年众多国家政府政策支持与企业新品计划发布相比较,2012²013年的全球电动汽车市场遇到了诸多挑战。但随着各类电动汽车的车载电池、车载驱动电机、车载控制、电动汽车充电等技术领域的不断发展,推动着全球电动汽车进发出新的市场增长点。鉴于不同类型新能源汽车的技术差别,介绍了主要应用在纯电动汽车、插电式混合动力汽车、混合动力汽车等领域的技术开发与进展。     

一种新型高变换比双向DC-DC变换器

提出一种新型高变换比双向DC-DC变换器。该变换器具有电压变换比高、低压侧电流纹波小、开关管电压应力小、效率高等优点,特别适合新能源分布式发电并网、燃料电池电动汽车等大变换比应用场合。详细分析该新型高变换比DC-DC变换器正向Boost模式和反向Buck模式的控制策略和工作过程,绘制出主要波形,推导电压变换比和软开关实现条件,并分析谐振电容的选取依据。最后搭建一台500 W样机验证了理论分析的正确性。