为满足海上风电直流升压汇集需求,提出一种具备非对称双向功率传输能力的DC-DC变换器方案。在海上风电功率正向外送时,能够实现并联输入串联输出升压功能。在风电场需要功率反向支撑时,通过改变变换器调制策略,能够实现较小功率容量下...为满足海上风电直流升压汇集需求,提出一种具备非对称双向功率传输能力的DC-DC变换器方案。在海上风电功率正向外送时,能够实现并联输入串联输出升压功能。在风电场需要功率反向支撑时,通过改变变换器调制策略,能够实现较小功率容量下反向功率传输。首先分析正/反向模态下,变换器零电压开关(zero voltage switching,ZVS)软开关与功率传输特性。在此基础上,同时考虑输出电压调节与串联电压均衡多运行目标,构建相应调制与控制策略。与传统双向变换器相比,所提拓扑在满足非对称双向功率变换需求的同时,通过降低元件数量,能够降低变换器成本。基于仿真与实验结果,对所提出非对称双向变换器功率调节、模式切换与软开关特性进行测试,验证所提非对称双向变换器概念与方案的有效性。展开更多
双有源全桥(dual active bridge,DAB)直流变换器有多种调制方式,采用三重移相(triplephaseshift,TPS)调制方式时,有3个控制量,更加灵活。该文分析TPS调制方式下DAB变换器的开关模式及工作波形,推导出在不同工作模式下实现各器件软开关Al...双有源全桥(dual active bridge,DAB)直流变换器有多种调制方式,采用三重移相(triplephaseshift,TPS)调制方式时,有3个控制量,更加灵活。该文分析TPS调制方式下DAB变换器的开关模式及工作波形,推导出在不同工作模式下实现各器件软开关All-ZVS(zero voltage switching)的控制变量约束条件,得到实现All-ZVS的可行域。在此基础上与已有的电感电流有效值最优化控制算法结合,提出一种电流有效值准最优化的All-ZVS控制策略。该策略在全功率范围和双向功率传输下改善了器件的工作条件,在减小导通损耗的前提下进一步消除了开关损耗,大大提高了效率,在低功率段的效率提升尤为明显,有利于进一步提升变换器的开关频率和功率密度。最后搭建实验平台进行验证,实验结果验证了理论分析的有效性。展开更多
基于级联H桥型功率变换的链式电池储能系统(cascaded H-bridge energy storage system,CHB-ESS)适用于无变压器中高压直挂式大容量应用场合,具有电池“分割管控”、高效、可靠、模块化、易扩展等优势。而现有的CHB-ESS为单中压交流端口...基于级联H桥型功率变换的链式电池储能系统(cascaded H-bridge energy storage system,CHB-ESS)适用于无变压器中高压直挂式大容量应用场合,具有电池“分割管控”、高效、可靠、模块化、易扩展等优势。而现有的CHB-ESS为单中压交流端口的设计,只能挂接在单个交流配电网。随着分布式发电及快速充电桩等大规模接入,需要在配电网中大量ESS分散式接入,导致建设成本高,占地面积大等问题。为拓展ESS在配电网中的应用场景,文中基于CHB-ESS,提出具有多中压交流端口的ESS拓扑,该结构实现了多条中压交流馈线与同一ESS的柔性互联,具有储能共享、能量多向流动、网间功率互济以及馈线间潮流可控等功能。文中围绕所提出的ESS结构,分析其工作原理、能量平衡机制,提出中压交流端口功率解耦控制、能量均衡控制以及电池单元SOC均衡控制策略,最后,通过仿真和小功率样机实验验证所提出拓扑及控制策略的可行性及有效性。展开更多
文摘为满足海上风电直流升压汇集需求,提出一种具备非对称双向功率传输能力的DC-DC变换器方案。在海上风电功率正向外送时,能够实现并联输入串联输出升压功能。在风电场需要功率反向支撑时,通过改变变换器调制策略,能够实现较小功率容量下反向功率传输。首先分析正/反向模态下,变换器零电压开关(zero voltage switching,ZVS)软开关与功率传输特性。在此基础上,同时考虑输出电压调节与串联电压均衡多运行目标,构建相应调制与控制策略。与传统双向变换器相比,所提拓扑在满足非对称双向功率变换需求的同时,通过降低元件数量,能够降低变换器成本。基于仿真与实验结果,对所提出非对称双向变换器功率调节、模式切换与软开关特性进行测试,验证所提非对称双向变换器概念与方案的有效性。
文摘双有源全桥(dual active bridge,DAB)直流变换器有多种调制方式,采用三重移相(triplephaseshift,TPS)调制方式时,有3个控制量,更加灵活。该文分析TPS调制方式下DAB变换器的开关模式及工作波形,推导出在不同工作模式下实现各器件软开关All-ZVS(zero voltage switching)的控制变量约束条件,得到实现All-ZVS的可行域。在此基础上与已有的电感电流有效值最优化控制算法结合,提出一种电流有效值准最优化的All-ZVS控制策略。该策略在全功率范围和双向功率传输下改善了器件的工作条件,在减小导通损耗的前提下进一步消除了开关损耗,大大提高了效率,在低功率段的效率提升尤为明显,有利于进一步提升变换器的开关频率和功率密度。最后搭建实验平台进行验证,实验结果验证了理论分析的有效性。
文摘基于级联H桥型功率变换的链式电池储能系统(cascaded H-bridge energy storage system,CHB-ESS)适用于无变压器中高压直挂式大容量应用场合,具有电池“分割管控”、高效、可靠、模块化、易扩展等优势。而现有的CHB-ESS为单中压交流端口的设计,只能挂接在单个交流配电网。随着分布式发电及快速充电桩等大规模接入,需要在配电网中大量ESS分散式接入,导致建设成本高,占地面积大等问题。为拓展ESS在配电网中的应用场景,文中基于CHB-ESS,提出具有多中压交流端口的ESS拓扑,该结构实现了多条中压交流馈线与同一ESS的柔性互联,具有储能共享、能量多向流动、网间功率互济以及馈线间潮流可控等功能。文中围绕所提出的ESS结构,分析其工作原理、能量平衡机制,提出中压交流端口功率解耦控制、能量均衡控制以及电池单元SOC均衡控制策略,最后,通过仿真和小功率样机实验验证所提出拓扑及控制策略的可行性及有效性。
