為了應(yīng)對可再生能源如光能與風(fēng)能等不穩(wěn)定性和間歇性等問題,在新能源發(fā)電場合,利用三端口變換器提供額外的端口來連接儲能設(shè)備以穩(wěn)定功率供給的方法受到了廣泛的關(guān)注。相對傳統(tǒng)的利用兩個兩端口變換器的方法,三端口變換器尤其是非隔離型具有體積更小和成本更低等優(yōu)點,但其端口間電壓約束往往較為嚴(yán)重,不能實現(xiàn)任意端口間的升降壓,這極大的限制了其應(yīng)用場合,因此,對具有更寬電壓范圍特點的非隔離拓?fù)涞募捌淇刂撇呗缘难芯砍蔀楫?dāng)下研究的一個熱點。針對上述問題,提出了一種具有寬工作電壓范圍的非隔離三端口拓?fù)?該拓?fù)涑丝蓪崿F(xiàn)任意端口間升降壓變換,還具有更高的功率密度。拓?fù)溆伤拈_關(guān)Buck-Boost演變而來,通過在端口間添加電容,可同時減小與電容相連的兩個端口的輸出電壓紋波,因此在同樣紋波要求下,該拓?fù)渌铻V波電容總量更少、系統(tǒng)的功率密度更高。除此之外,還通過理論分析證明了該電容的添加也有利于減小與之相連的兩個端口總的濾波損耗。針對電路在寬工作電壓范圍下單一控制器參數(shù)無法實現(xiàn)穩(wěn)定控制的問題,設(shè)計了一種分段建模補(bǔ)償策略。在電壓變化范圍大時,利用單一工作點小信號模型來設(shè)計補(bǔ)償器控制效果不佳,因此根據(jù)端口電壓大小關(guān)系將電壓... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

三類傳統(tǒng)三端口變換器結(jié)構(gòu)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-2-圖1-1三類傳統(tǒng)三端口變換器結(jié)構(gòu)為了提高系統(tǒng)功率密度、簡化控制方式，許多專家學(xué)者開展了對同時集成了輸入、輸出和雙向端口的直流變換器的研究，這種電路在體積成本以及控制上較傳統(tǒng)的三端口變換器都有很大優(yōu)勢，尤其是在航天電源領(lǐng)域，對高功率密度、體積孝重量輕及效率高等方面要求很高，基于這些優(yōu)勢，越來越多專家學(xué)者開展了更高集成度、寬電壓變換范圍、高可靠性的三端口變換器的研究。由于三端口電路有高功率密度、體積小和效率高等優(yōu)點，在直流微電網(wǎng)系統(tǒng)、航天領(lǐng)域、風(fēng)力及光伏發(fā)電并存的系統(tǒng)、新能源汽車以及等多個領(lǐng)域已經(jīng)有了較為廣泛的應(yīng)用[3-9]。航天器負(fù)載對電源的性能要求很高，需要電源具有高功率密度、高可靠性以及穩(wěn)定的功率供給能力等[10-14]。應(yīng)用于航天領(lǐng)域在三端口電路與負(fù)載組成的系統(tǒng)如圖1-2所示，三端口變換器的負(fù)載端此時與母線相連接，再通過母線直接或者通過直流變換器間接給各個負(fù)載供電。相對于使用傳統(tǒng)的兩端口變換器，顯著的提高了航天器電源的可靠性及功率密度。圖1-2航天一次電源結(jié)構(gòu)圖圖1-3為風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，光伏端產(chǎn)生的功率受陽光強(qiáng)度及外界溫度影響較大，具有周期性波動，無光時光伏輸入端無法輸出功率。風(fēng)力發(fā)電受環(huán)境氣候因素影響較為嚴(yán)重，輸出功率波動較大，而風(fēng)能和光能具有此強(qiáng)彼弱的特點，因此將風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電結(jié)合形成的發(fā)電系統(tǒng)擁有穩(wěn)定的功率輸出。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-2-圖1-1三類傳統(tǒng)三端口變換器結(jié)構(gòu)為了提高系統(tǒng)功率密度、簡化控制方式，許多專家學(xué)者開展了對同時集成了輸入、輸出和雙向端口的直流變換器的研究，這種電路在體積成本以及控制上較傳統(tǒng)的三端口變換器都有很大優(yōu)勢，尤其是在航天電源領(lǐng)域，對高功率密度、體積孝重量輕及效率高等方面要求很高，基于這些優(yōu)勢，越來越多專家學(xué)者開展了更高集成度、寬電壓變換范圍、高可靠性的三端口變換器的研究。由于三端口電路有高功率密度、體積小和效率高等優(yōu)點，在直流微電網(wǎng)系統(tǒng)、航天領(lǐng)域、風(fēng)力及光伏發(fā)電并存的系統(tǒng)、新能源汽車以及等多個領(lǐng)域已經(jīng)有了較為廣泛的應(yīng)用[3-9]。航天器負(fù)載對電源的性能要求很高，需要電源具有高功率密度、高可靠性以及穩(wěn)定的功率供給能力等[10-14]。應(yīng)用于航天領(lǐng)域在三端口電路與負(fù)載組成的系統(tǒng)如圖1-2所示，三端口變換器的負(fù)載端此時與母線相連接，再通過母線直接或者通過直流變換器間接給各個負(fù)載供電。相對于使用傳統(tǒng)的兩端口變換器，顯著的提高了航天器電源的可靠性及功率密度。圖1-2航天一次電源結(jié)構(gòu)圖圖1-3為風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，光伏端產(chǎn)生的功率受陽光強(qiáng)度及外界溫度影響較大，具有周期性波動，無光時光伏輸入端無法輸出功率。風(fēng)力發(fā)電受環(huán)境氣候因素影響較為嚴(yán)重，輸出功率波動較大，而風(fēng)能和光能具有此強(qiáng)彼弱的特點，因此將風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電結(jié)合形成的發(fā)電系統(tǒng)擁有穩(wěn)定的功率輸出。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于光伏–儲能集成功率模塊的航天器分布式供電系統(tǒng)能量管理策略[J]. 沈沖,吳紅飛,高尚,董曉鋒.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2020(20)
[2]一種基于三端口模塊的衛(wèi)星電源分布式系統(tǒng)架構(gòu)研究[J]. 畢超,閆奎,葉沙琳,洪峰.  微型機(jī)與應(yīng)用. 2017(06)
[3]單Buck/Boost集成三端口雙向DC/DC變換器研究[J]. 孫孝峰,劉飛龍,申彥峰,王立喬,盧志剛.  太陽能學(xué)報. 2016(01)
[4]采用耦合電感的Buck/Boost集成型三端口直流變換器[J]. 蔣丹,劉福鑫,毛韻雨,阮新波.  電力系統(tǒng)自動化. 2014(03)

博士論文
[1]寬運行范圍三端口變換器拓?fù)渑c控制研究[D]. 張鵬程.華中科技大學(xué) 2018

碩士論文
[1]用于光儲系統(tǒng)的三端口電源變換器及其控制策略研究[D]. 齊賢斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于數(shù)字控制的三端口電源變換器研究[D]. 王正.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]電動汽車三端口全橋DC/DC變換器的研究[D]. 紀(jì)婧.浙江大學(xué) 2017



本文編號：3146900