面向直流储能系统的飞跨电容三电平双向升降压变换器及其模型预测控制策略

光伏系统中直流母线电压受光伏发电端及负载影响变化范围较大，传统储能直流变换器难以适应储能侧及母线侧双端宽电压范围运行。该文提出一种适用于储能系统的飞跨电容三电平双向升降压变换器，该变换器具有对称的拓扑结构，能量向任意方向传递时，均可实现升、降压功率变换，从而解决储能系统在宽母线电压工况下的应用问题。此外，该文提出基于所提变换器的模型预测控制（MPC）策略，该策略通过建立电感电流的预测模型，引入电感电流和输出电压的双闭环控制，实现稳定输出电压的控制目标。同时，建立飞跨电容的独立预测电压闭环，在保证输出稳压的基础上，实现对双侧飞跨电容电压的独立控制。最后，通过搭建小功率实验平台验证了所提变换器及其控制策略的有效性。