多重化双向DC/DC变换器电流增广控制研究

针对光储分布式发电系统中多重化双向DC/DC变换器结构,提出一种基于输入-输出线性化的增广电流控制方法。首先建立双向DC/DC变换器仿射非线性模型并分析其内动态方程,确定以电感电流为输出的状态空间描述;然后利用非线性变换将输入-输出线性化并引入增广电流反馈机制,根据二阶经典控制系统,设计控制器参数。最后经数字仿真验证该文提出的控制方法可准确、快速、强鲁棒性地跟踪功率指令,消除稳态误差对电网和负荷的不良影响,多重化结构与错相调制有效减小电感电流以及储能充放电电流纹波。     

DC/DC单管谐振式变换器在光伏电热水器中的应用

针对光伏电热水器DC/DC变换器存在磁芯利用率低、控制困难、成本高、可靠性低等问题,文章设计了一种单管谐振式DC/DC变换器,在建模、分析的基础上,提出了改变开关频率实现最大功率点跟踪(MPPT)的控制方法;对变换器主电路中器件的关键参数进行了设计,制作了实验样机,通过实验验证了所提出的单管谐振式DC/DC变换器供电的可行性。     

燃料电池功率调节系统的研究

燃料电池电压输出范围比较宽，电压比较低。针对该特点本文设计了DC/DC和DC/AC两级变换的功率调节系统(PCS)。其中DC/DC将燃料电池输出的低压直流电高频变换成高压直流电，变换器为电压单环控制。DC／AC逆变器采用基于电压电流瞬时值反馈的双闭环控制，将高压直流电逆变为正弦交流电。分析了整个功率调节系统的工作原理及逆变器电路参数对稳定性的影响。0．5KVA佯饥实验结果表明整个系统具有电压输入范围宽、变换效率高、输出波形THD小等优点。为开发高效、高功率密度的燃料电池电源系统提供技术基础。     

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。     

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...     

一种基于开关电容倍压单元的新型浮地并联高增益变换器

针对传统Boost变换器电压增益低、开关器件电压应力大不适用于燃料电池/光伏发电系统的问题,提出一种新型非隔离高增益DC/DC变换器.该拓扑采用浮地并联结构,主电路上下对称,并结合开关电容单元有效提高了变换器的电压增益;此外变换器还具有开关器件低电压应力、低电流应力、电感电流自动均流的优点,多电感并联的结构则有利于提升...     

单Buck/Boost集成三端口双向DC/DC变换器研究

将双向Buck/Boost电路与DAB集成在一起构成三端口双向DC/DC变换器,Buck/Boost电路和DAB在原边共用功率开关管。DAB的移相角控制变压器两侧的能量双向流动,从而控制输出侧电压,而双向Buck/Boost电路的占空比用来控制前级母线电压,该端口可接入光伏等新能源,前级全桥单元采用交错并联PWM方式可自动实现变压器原边伏秒平衡。该文分析系统稳态特性及软开关特性,在前级母线电压宽范围幅值变化的情况下,所有的功率开关可在宽范围内实现软开关,最后通过实验样机进行方案验证。     

单开关控制风光互补发电系统的控制策略研究

传统风光互补发电系统大多采用两个DC/DC变换器或者将风力发电机得到的交流电整流后与太阳能电池板并联作为DC/DC变换器的输入,本文提出了一个新型风光互补发电系统,采用太阳能电池板输出与风力发电机整流输出串联的方式,通过一个Buck/Boost电路向蓄电池充电。通过MATLAB仿真分析,提出了扫描法与扰动观察法(PO,Perturbation and observation method)相结合的MPPT控制方法,结合蓄电池充放电工作特点,采用了恒压与恒流综合控制的充电策略,实验结果验证了该方法的有效性。     

多模直流模块式光伏发电系统前级DC/DC变换器研究

对DC/DC变换器进行了分析,以半桥变换器为研究内容,讨论了多模直流模块式光伏发电系统的结构及性能;并介绍了变换器的运行控制,包括MPPT控制、恒压控制、恒功率控制;最后进行了理论分析与仿真验证,得到结论:隔离型电流馈电半桥变换器能够较好地实现高电压增益和高效率,在进行控制仿真时,选用的扰动观察法能够很好地观测输出功率,从而得到预期的效果,验证了变换器的可行性。     

大容量储能系统三电平双向DC/DC变换器的研制与仿真

设计了一种适用于大容量储能系统的三电平双向DC/DC变换器,其拓扑采用可承受大电压的高频隔离双半桥三电平结构。介绍了三电平双向DC/DC变换器的工作原理和开关器件应力情况,分析了在单移相调制策略下的工作特性以及功率特性和软开关条件,并设计了闭环控制系统。通过仿真实验表明,该变换器具有开关管电压应力小,适用于大电压大功率场合;开关管工作在高频软开关条件下,功率密度高;输出电压稳态无差等特点,可满足大容量储能系统的工作要求。     

光伏直流升压系统中级联DC/DC变流器的均流/均压控制策略

输入并联输出串联级联DC/DC变流器可减小开关器件承受的电流/电压应力，适用于低电压输入高电压输出的光伏直流升压系统。为了保证级联变流器的稳定工作，必须确保各模块的输出电压均衡。分析统一占空比控制策略的缺点，提出采用均流型MPPT控制策略实现输出均压和光伏模块的最大功率跟踪，针对均流型MPPT控制策略在光照强度发生变化时的暂态特性的不足提出在均流环的基础上叠加输出电压环的均流均压型MPPT控制策略，以改善系统的动态均压能力。并提出光伏直流升压系统中输入并联输出串联级联DC/DC变流器的模块化设计结构。仿真结果验证了该方法的有效性。     

光伏发电系统的新型DC/DC变换器设计

针对传统全桥DC/DC变换器存在的硬开关损耗和因开关管开关特性不一致使变压器原边磁芯单向饱和问题,设计了一种用于光伏发电系统中的移相ZVS全桥DC/DC变换器,控制电路采用基于芯片UC3875的双环反馈方案,驱动电路由专用驱动集成芯片IR2110S构成.不仅实现了开关管的软开关控制、降低开关损耗、提高系统效率,还可解决偏磁问题,使变压器的磁通密度工作接近于饱和点.实验样机的研制验证了设计的可靠性.     

一种适用于BESS的交错并联双向DC/DC变换器

针对现有电池储能系统(BESS)双向DC/DC变换器(BDC)电压增益低和开关器件电压应力高等特点,提出一种适用于BESS的两相交错并联BDC。该储能系统(ESS)能有效结合Z源网络和交错并联结构的优势特性。详细分析了该ESS的工作原理、Boost和Buck模式,并推导出2种工作模式下的电压变化比。同时对该ESS两相交错并联BDC的带逻辑判断单元的载波移相控制策略进行了详细介绍。在Matlab/Simulink中搭建仿真实验模型,验证了该ESS各工作模式下的主要工作波形。仿真实验结果表明该系统具有电压增益高、开关器件电压应力低和各相电感之间能实现自动均流等优点。     

一种适用于BESS的交错并联双向DC/DC变换器

针对现有电池储能系统(BESS)双向DC/DC变换器(BDC)电压增益低和开关器件电压应力高等特点,提出一种适用于BESS的两相交错并联BDC。该储能系统(ESS)能有效结合Z源网络和交错并联结构的优势特性。详细分析了该ESS的工作原理、Boost和Buck模式,并推导出2种工作模式下的电压变化比。同时对该ESS两相交错并联BDC的带逻辑判断单元的载波移相控制策略进行了详细介绍。在Matlab/Simulink中搭建仿真实验模型,验证了该ESS各工作模式下的主要工作波形。仿真实验结果表明该系统具有电压增益高、开关器件电压应力低和各相电感之间能实现自动均流等优点。     

基于氢储能的主动型光伏发电系统建模与控制

针对光伏发电随机性强、间歇性明显对电网造成不容忽视的影响,该文提出基于氢储能的纯绿色、电网友好型主动光伏发电系统模型及控制策略。以并网功率平稳为目标,在光伏DC/DC变换器端并入制氢与燃料电池装置,通过光伏与制氢、燃料电池的协调控制,从而实现光伏友好、主动并网。基于PSCAD/EMTDC软件平台,仿真验证该文所提模型及控制方法的有效性及正确性。     

一种应用于新能源联合供电系统的新型多功能变换器

提出一种适用于新能源联合供电系统的新型多功能变换器,具有双输入、双输出、仅新能源输入、仅储能单元输入4种功能。当输入源和输出功率变化时系统可正常工作,适用于新能源发电随机性和间接性的特点,保证供电可靠性,使能源具有高利用率。通过控制两输入源之间的功率器件可使得双输入时的两输入源同时供电,双输出和任一单输入时实现交错控制,减小输入电流纹波。缓冲电容的引入,使变换器在各种工作情况下均具有高电压增益,低功率器件电压应力,特定情况下实现双输出和单输入时电感自动均流,减小控制难度。详细分析新型变换器的拓扑构成,各功能下变换器工作原理和输入输出关系、电压电流应力,最后通过实验验证理论分析的正确性。     

超级电容器储能系统中DC/DC变换器先进PID控制改进方法

针对超级电容器储能系统中的DC/DC变换器为高阶、非线性的系统,采用传统的PID控制难以应对负载、电压突变等复杂情况,提出了一种将Fletcher-Reeves共轭梯度法控制的BP神经网络控制器与PID相结合的先进PID控制改进方法,解决了DC/DC变换器传统控制算法中稳态误差大、控制响应时间长的问题。同时也建立了微网模型,并应用改进算法进行了仿真。仿真结果表明,所提出的改进方法能够有效地改善DC/DC变换器端电压的控制效果,使超级电容器储能系统能有效地平抑微网在并网状态下PCC点的功率波动。     

PV-SOFC联合发电系统的建模及仿真

基于光伏-固体氧化物燃料电池联合发电系统的匹配测试、特性模拟对其设计及应用的重要作用,分析了光伏电池、固体氧化物燃料电池(SOFC)、电解槽、DC/DC变换器等各子系统的特性并在Matlab环境下搭建相应模型,将各子系统模型集成该联合发电系统的Matlab/simulink模型并进行了仿真结果验证.结果表明,光伏-固体氧化物燃料电池实用性强、效率高.     

基于二进制序列的燃料电池宽频带EIS测试

目前电化学阻抗谱广泛应用于燃料电池故障诊断。针对诊断设备成本高昂的问题,提出集成在燃料电池系统DC/DC变换器的EIS测试方法,将激励信号在变换器双闭环控制的参考信号上分别施加干扰,实现了燃料电池电流和电压宽频带的在线扰动。为实现快速测试,采用一种伪随机二进制序列作为激励信号,可同时满足频率宽度和功率强度需求。实验采用Matlab/Simulink建模仿真,通过硬件在环实验验证,测试方法满足时间和精度要求,可通过嵌入式系统实现在线测试。     

燃料电池发电系统中新型直流变换器的研究

针对燃料电池输出端电压低且变化范围宽,需较高的直流电压增益才能实现并网发电的特点,文章研究了一种基于交错控制和平均电流控制的新型高增益直流变换器,该变换器不仅具有较高的电压增益、合适的占空比、脉动较小的输入输出电流纹波,开关管承受的电压电流应力远远低于传统的二次型Boost变换器,而且控制电路简单等特点。文章详细分析了该变换器的工作原理、稳态性能,并对其进行了小信号的建模分析,通过仿真验证了所研究的拓扑电路和控制方法的可行性。