DC/DC谐振变流器的研究

利用基波分析( FHA)法对DC/DC谐振变流器的稳态特性进行了初步研究和讨论.传统并联谐振变流器(PRC)及LCC谐振变流器的开关管关断损耗及空载环流损耗较为明显,整机变换效率难以进行优化设计.传统串联谐振变流器(SRC)的变换增益小于1,极大地限制了其应用范围.而LLC谐振变流器具有较宽的增益范围,折中了PRC和L...     

双极型DC/DC制氢变流器研究

大功率制氢变流器是可再生能源制氢应用中的一个关键设备,针对光伏直接制氢应用场景,提出一种双极型Buck串联结构的DC/DC制氢变流器拓扑电路。为了降低输出电流纹波,两组Buck电路均采用3重交错控制;分析了该拓扑电路在不同工况下的等效模型,在分析母线支撑电容充放电路径基础上给出了正负母线均压控制方法,采用正母线Buck电路控制输出电流,负母线Buck电路控制母线电压均衡;设计了一台2.5 MW DC/DC制氢变流器,给出了关键设计参数。最后,在实验室搭建平台,验证了所设计制氢变流器的电气参数和控制方法的可行性和有效性。     

直流电网用对称型模块化多电平DC/DC变流器

为满足直流电网构建中不同等级直流电压互联的需要,提出了一种基于模块化多电平(MMC)换流器的对称型DC/DC变换器拓扑。首先详细介绍了所提DC/DC变换器的电气拓扑;其次,分别针对DC/DC变换器正常运行和系统故障2种工况,分析了该拓扑的工作原理和故障特性;然后,提出了该拓扑的控制和保护策略;最后,利用MATLAB-Simulink软件仿真验证了该拓扑的工作原理及所提出的控制策略的有效性。结果表明,该拓扑可被用于不同电压等级的直流电网间的互联,尤其在新能源并网场合,且具有升压和降压、能量双向流动及故障双向阻断能力。与现有拓扑相比,该拓扑具有组件和模块数量少、电路简单、成本低、占地小的特点,在直流电网互联中具有显著优势。     

辅助变流器高频DC/DC隔离变换器研究

应用全桥移相软开关技术设计了轻轨列车用辅助高频DC/DC隔离变换器,并进行了实验分析验证。变换器实现了软开关,并能提高电能变换效率和变换器功率密度。应用软开关高频隔离方案可减小机柜体积,便于设备安装维护等,这也是轻轨列车辅助变流器设备发展的趋势。     

全桥DC/DC变流器模块阻抗特性研究

模块阻抗特性的研究对于电力电子系统稳定性的判定具有重要的作用.本文详细分析了一种典型的全桥DC/DC变流器模块的输入输出阻抗特性,该模块采用电压模式控制方式,并且主要工作在CCM方式下.文中介绍和分析了系统环路增益对改善模块闭环阻抗特性的作用.实验表明,文中所提出的阻抗分析流程对其他类型电源模块的阻抗特性研究,具有很好的参考价值.     

直流微网双向DC/AC变流器的协调控制

直流微网并网运行时,常通过多个双向DC/AC变流器实现与大电网的互联.为实现该工况下系统稳定运行并解决多台双向DC/AC变流器并联功率分配问题,提出了一种双向DC/AC变流器的交流功率-直流电压下垂控制方法.该方法通过测量变流器交流侧有功功率,按照预设下垂曲线调节直流侧电压指令值,实现直流微网与电网功率双向流动,以及多...     

大功率用改进型ZCT-Boost DC/DC变流器

为了适应较大功率DC／DC变流器的需要,提出了一种改进型的零电流转换．脉宽调制Zero Current Transition Pulse Width Modulation,ZCT-PWM）Boost变流器。通过在电路中增加两个辅助开关管和两个小电感．运用简单的控制策略,不仅实现了变流器主管和两个辅管的ZCT,主管和辅管的电流应力较传统的零电流开关（zero Current Swith,ZCS）电路有明显减小,有效地减小了导通损耗,同时也实现了输出二极管的软换流,解决了二极管反向恢复的问题。文中将详细分析该变流器的工作原理,并通过实验结果验证理论分析。     

DC/DC与DC/AC级联变流器阻抗协调控制策略

在back-to-back级联变流器系统中,前级子变流器的输出阻抗与后级子变流器的输入阻抗相互影响,如果系统参数设计不合理,将会恶化系统稳定性。该文提出了一种阻抗协调控制策略,将级联系统的前级子变流器和后级子变流器的低频阻抗均呈现为阻性阻抗,使得低频相移为0,从而提高back-to-back级联变流器系统的稳定性。基于双H桥DC/DC变流器和三相两电平逆变器级联拓扑结构,对所提控制策略与传统控制策略进行了比较。基于阻抗特性的稳定性判据显示,在低频范围内,所提控制策略可以促进前级功率源变流器和后级负载变流器面向中间直流母线侧呈现阻性阻抗,从而显著降低阻抗匹配作用产生的相移,有助于提高系统的稳定性。最后通过仿真和实验验证了所提出控制策略的有效性。     

并/离网双模式储能变流器的研制

随着分布式发电和微电网技术的发展,传统储能变流器已不能满足现在的技术要求。在此提出一种新型拓扑结构,不仅满足传统并网工作模式的要求,而且满足离网工作模式的要求。详细介绍了该拓扑结构的工作原理和并/离网工作模式下的控制方法,在此基础上,研制了一台100 kW并/离网双模式储能变流器。通过光储联合运行实验,结果表明该储能变流器功能强大,动态响应快,充放电电流谐波电流小,具有很好的推广价值。     

提高风力发电网侧变流器低电压运行能力的研究

风力发电机组中,当电网电压跌落时,网侧变流器同时受到来自网侧和负载侧两方面的扰动很容易发生直流母线电压不稳定的现象,会进一步影响系统的稳定和恢复能力.为了提高风力发电系统的低电压穿越能力,提出了利用变流器网侧和负载侧功率平衡关系动态改变电流前馈增益系数的方法,同时抵抗电网电压扰动和负载扰动.仿真验证了该方法的有效性,同...     

基于多重化DC/DC变换器的储能变流器研究

为了满足越来越大的储能系统规模对大功率储能变流器的需求,将多重化DC/DC变换器引入储能变流器的拓扑结构。对多重化DC/DC变换器的电流纹波及谐波特性的分析表明其具有显著优势。储能变流器的控制策略加入基于直流母线电压的下垂控制。对所研究的储能变流器拓扑结构及控制策略进行仿真并搭建样机。仿真和实验结果表明,所设计的基于多重化DC/DC变换器储能变流器性能具备大功率充放电的功能并且性能优良。     

LLC谐振全桥DC/DC变流器的优化设计

LLC谐振全桥DC/DC变流器具有很高的功率密度和转换效率,但仍需合理的设计才能体现其优势.在该变流器中,谐振网络参数的选取对电路性能有至关重要的影响.本文从提高全输入范围内变流器转换效率的角度出发,对谐振网络及其它参数进行了优化设计.最后制作了一台1 kW功率等级的样机,对所提出的设计方法进行的实验结果表明,采用所设计的LLC谐振全桥DC/DC变流器具有工作频率范围窄,全输入范围内效率高等优点.     

电动汽车辅助动力系统双向DC/DC变流器控制

电动汽车在快速启动、加速、爬坡时,蓄电池需要大电流放电,而电动汽车制动、减速回收能量时会发生大电流快速充电.这些情况会对蓄电池造成伤害,减少蓄电池寿命.针对电动汽车动力系统的要求,应用超级电容和Bi-DC/DC变流器组成辅助动力系统,以弥补蓄电池的特性缺陷.设计了Bi-DC/DC的控制策略和模式切换策略,制作了5 kW电动汽车辅助动力系统Bi-DC/DC变流器样机,并进行了实验验证.     

IGCT器件在风力发电并网变流器中的应用

IGCT是一种基于GTO结构的新型大功率半导体开关器件。IGCT在电压和功率等级、效率、可靠性以及变流器结构设计等方面具有显著的特点和优势,非常适合大功率变流装置的应用要求。在此,简单介绍了风力发电技术的发展趋势,以及全功率变流风力发电系统的结构和特点。结合IGCT的工作原理和性能,分析了IGCT器件在风力发电并网变流器中的应用;此外,还介绍了国产IGCT器件技术的发展现状和试验情况。     

三相交错式双向DC/DC储能变流器的研究

大功率双向DC/DC变流器是电力储能系统的重要环节,三相交错技术的引入克服了传统单相DC/DC变流器的缺点.实验结果表明,三相交错式双向DC/DC变流器应用于电力储能系统能获得较好的电压、电流波形,为电网及储能系统的安全稳定运行提供了保障.     

一种新型三电平ZCT DC/DC变流器

提出了一种新型PWM三电平零电流开关(ZCT)DC/DC变流器拓扑.通过在变压器的次级引入一个辅助网络,不仅在全负载范围内实现了初级主管与次级辅管的ZCS,同时也实现了次级输出整流二极管的软变换.另外,由于该电路拓扑采用了三电平结构,使初级主管的电压应力仅为输入电压的50%,这正好满足了高电压场合的应用.经仿真分析和制成的1.5kW,100kHz样机实验,验证了所提理论分析的正确性.     

双馈风力发电系统网侧变流器联合控制策略

双馈异步风力发电机DFIG(doubly-fed induction wind generator)的运行控制本质是对励磁变流器的控制。为了简化控制算法和提高控制系统响应速度,该文提出了恒功率和无差拍联合控制。该方法通过瞬时功率恒定原理产生三相电流指令值,再利用无差拍控制原理即可计算出控制量。此方法兼具恒功率控制易于设计和无差拍快速响应的优点,在Matlab环境下建立恒功率和无差拍联合控制仿真模型。仿真结果表明,该控制方法在不对称故障下能有效地抑制直流电压纹波分量。     

DC/AC并网变流器系统功率双向流动下稳定性差异分析与功率补偿控制

功率控制下并网变流器系统在面临功率双向流动时,若不切换变流器控制策略,则系统稳定性在正向功率与反向功率之间会存在明显的差异,即双向功率稳定性差异,这种稳定性差异容易引发系统振荡,不利于系统稳定运行。该文首先分别研究了功率传输方向和大小2个因素对采用传统功率控制和电流控制的并网系统稳定性的影响。研究表明,功率控制下功率反向流动时,变流器输入阻抗具有负阻抗特性,随着传输功率的增加,并网系统稳定性下降甚至失稳;电流控制相较于功率控制存在一定的优越性,但仍存在因阻抗呈容性而造成系统阻尼较小的问题。针对采用上述2种传统控制时并网系统存在的稳定性问题,提出了一种功率方向变化时无需切换的功率补偿控制策略,将提取得到的交流电压扰动分量通过补偿控制器后对有功功率进行修正,使得变流器交流侧阻抗在功率双向流动下均呈正阻抗特性,从而增强系统的阻尼。研究表明,所提控制策略能扩大系统的稳定裕度,提升系统的稳定性和功率传输能力,同时兼顾动态特性。最后通过仿真和实验验证了理论分析和所提出控制策略的有效性。     

风力发电并网变流器同步技术研究

研究了用于风力发电系统电网侧变流器并网同步技术,分析并比较了四种同步技术的工作原理及实现方法,即单同步坐标系软件锁相环（SSRF-SPLL）、增强型锁相环（EPLL）、双同步坐标系解耦软件锁相环（DDSRF-SPLL）以及基于双二阶广义积分器的锁频环（DSOGI-FLL）。基于Matlab/Simulink软件平台,分别搭建了这四种并网同步技术的仿真模型,并在理想电网电压和不平衡电网电压情况下,对不同方法运行性能进行了比较。结果表明,SSRF-SPLL控制算法实现最为简单,但其仅在电网电压理想工况下有效。而其他三种方案不仅适合于理想电压工况,而且在电网故障情况下也能对电网电压实现准确监测。而在动态性能方面,EPLL方法性能较差,DDSRF-SPLL较前者好,但是其控制算法复杂。DSOGI-FLL方法在电网频率和相位检测性能方面最好,而且控制算法简单。     

双馈风力发电变流器控制策略研究

基于背靠背变流器的大功率双馈风力机并网时,由于电网自身谐波的污染,会导致系统并网电流谐波问题。基于二阶广义积分器(SOGI)进行锁相环(PLL)控制,实现电网频率的稳定检测;基于定子磁链定向控制,采用谐振控制器实现对并网电流谐波的抑制。通过仿真和实验验证了控制算法的有效性。