光伏中压直流变换器串联系统控制策略研究

针对光伏中压直流变换器串联系统中光伏发电单元功率失配导致的变换器输出过电压及功率损失问题，分析了光伏直流变换器串联系统运行特性，推导了限电压控制下串联系统光伏功率损失与光伏发电单元功率不均衡度及变换器输出电压限幅值之间的关系；提出了改进型Boost全桥隔离功率模块拓扑及其调制策略，基于功率模块输入并联输出串联形成模块级联型直流变换器，通过占空比灵活调节，实现直流变换器宽输出电压范围运行，解决直流变换器调压能力不足导致的功率损失问题；针对光伏直流变换器串联系统复杂运行工况，提出了串联系统直流变换器自适应电压分段式控制策略，实现了串联系统直流变换器多模式自适应稳定运行。研制了3kV/80kW功率模块及20kV/500kW光伏中压直流变换器，基于3台直流变换器输出串联实现了光伏中压直流变换器串联升压并网系统实证应用，现场实验结果验证了所提直流变换器拓扑方案的可行性与控制策略的有效性。