發(fā)布時(shí)間：2021-08-21 11:09

　　隨著直流微源和直流負(fù)載的使用日益增多,直流微電網(wǎng)開(kāi)始興起。為增強(qiáng)直流母線電壓的抗擾能力,有學(xué)者提出在直流微網(wǎng)中引入類似虛擬同步發(fā)電機(jī)的虛擬慣性控制策略,即虛擬電容控制,有效增強(qiáng)直流微網(wǎng)的慣性�？紤]當(dāng)前分布式微源對(duì)高升/降壓比、電氣隔離以及高效率變換器的急切需求,結(jié)合直流微網(wǎng)慣性低,母線電壓質(zhì)量較差問(wèn)題,研究 了一種多端口 隔離型 DC-DC 變換器（Multi-port isolated DC-DC converter,MPIC）的虛擬電容控制策略,并圍繞其功率控制展開(kāi)研究:首先,介紹了課題研究背景,直流微網(wǎng)虛擬慣性控制技術(shù)以及隔離型DC-DC變換器在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。其次,介紹了 MPIC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法;類比分析了交流微網(wǎng)中的虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)和直流微網(wǎng)中的虛擬電容技術(shù),探究了兩者之間的相似與不同之處。同時(shí),分別介紹了光伏單元的MPPT控制和儲(chǔ)能單元的虛擬電容控制,并基于MPIC探討了光伏單元和儲(chǔ)能單元之間的協(xié)調(diào)控制策略。然后,提出了適用于MPIC的改進(jìn)虛擬電容（Improved virtual capacitor,IVC）控制策略,可根據(jù)直流母線電壓偏移額定值的程度動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)虛... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

含隔離型DC-DC變換器的直流微網(wǎng)架構(gòu)圖

?-2所示。優(yōu)點(diǎn)是組件數(shù)量少，功率級(jí)效率高；缺點(diǎn)是升降壓范圍較窄，不適合高電壓增益的應(yīng)用場(chǎng)合。尤其當(dāng)輸入輸出電壓的比值過(guò)大時(shí)，為滿足高電壓增益比的要求，開(kāi)關(guān)管不得不工作于極限占空比狀態(tài)。即其中一個(gè)開(kāi)關(guān)管的占空比接近于1，另外一個(gè)開(kāi)關(guān)管的占空比接近于0，此時(shí)兩個(gè)開(kāi)關(guān)管承受電壓和電流應(yīng)力會(huì)急劇增加，從而造成效率的大幅下降。雖然研究人員也提出了一些可以實(shí)現(xiàn)高效率高增益比變換的拓?fù)鋄10-11]，但是考慮到電壓增益、轉(zhuǎn)換效率、可靠性等因素，隔離型DC-DC變換器仍然是小功率蓄電池發(fā)電系統(tǒng)的主要技術(shù)方案。圖1-2Buck/Boost結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-2ThestructurediagramofBuck/Boost考慮當(dāng)前直流微網(wǎng)中分布式微源對(duì)高升/降壓比、電氣隔離以及高效率變換器的急切需求，文獻(xiàn)[12]提出了一種雙向移相全橋變換器，具備ZVS特性，可以提高變換器的工作效率，但該變換器需要調(diào)節(jié)輸入電壓來(lái)保持輸出電壓恒定，只能實(shí)現(xiàn)降壓控制。文獻(xiàn)[13-14]采用Boost移相全橋變換器，該拓?fù)溥m用于雙向功率轉(zhuǎn)換，具有用于低壓到高壓功率轉(zhuǎn)換的升壓模式和用于高壓到低壓轉(zhuǎn)換的降壓模式，但是該類變換器需要用到RCD、無(wú)損緩沖等輔助電路，增加了電路成本和復(fù)雜性，降低了變換器的效率，故諧振型變換器正成為高功率DC-DC變換器應(yīng)用的理想拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[15]。相比于非諧振型變換器，這類拓?fù)涮峁┝撕芏鄡?yōu)勢(shì)，包括軟開(kāi)關(guān)控制，高頻操作，低EMI，簡(jiǎn)單的控制，高效率

2多端口隔離型DC-DC變換器及其控制原理72多端口隔離型DC-DC變換器及其控制原理2.1引言多端口隔離型DC-DC變換器具有許多優(yōu)點(diǎn)，如高升/降壓比，電氣隔離，功率雙向流動(dòng)和簡(jiǎn)單的軟開(kāi)關(guān)控制[18]，由CLLC諧振變換器和交錯(cuò)Buck/Boost變換器級(jí)聯(lián)而成，可廣泛應(yīng)用于分布式發(fā)電系統(tǒng)[9]，電動(dòng)汽車以及其他新興能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)[43]，具有廣闊應(yīng)用前景。隨著直流微源和直流負(fù)載的使用日益增多，直流微電網(wǎng)開(kāi)始興起[44-45]。然而，直流微網(wǎng)本身慣性較低，其母線電壓容易受到間歇性可再生能源和局部負(fù)載變化引起的功率波動(dòng)影響[46-48]。尤其在離網(wǎng)模式下，僅靠?jī)?chǔ)能系統(tǒng)調(diào)節(jié)直流母線上的電壓與功率平衡，對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的容量、輸出特性及成本都提出較高要求，不利于微電網(wǎng)的推廣及維護(hù)[49-50]。同時(shí)，考慮當(dāng)前直流微網(wǎng)中分布式微源對(duì)高升/降壓比、電氣隔離以及高效率變換器的急切需求，有必要提出一種應(yīng)用于隔離型DC-DC變換器的虛擬慣性控制策略，MPIC符合本文要求。2.2MPIC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法2.2.1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)建圖2-1所示的光儲(chǔ)直流微網(wǎng)系統(tǒng)，其組成部分為：1）光伏單元和儲(chǔ)能裝置通過(guò)兩級(jí)式隔離雙向DC-DC變換器接入400V直流母線，與直流負(fù)載組成三端口直流變換器；2）將CLLC諧振電路作為兩級(jí)式變換器的前級(jí)，交錯(cuò)Buck/Boost電路作為后級(jí)。出于成本考慮，將光伏接口變換器的后級(jí)用交錯(cuò)Boost電路替代。圖中，udc為直流母線電壓，idc為直流輸出電流；nT為變壓器匝比；Lm、Lr為諧振腔勵(lì)磁電感和諧振電感，C1、C2為圖2-1含MPIC的光儲(chǔ)直流微網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖Figur.2-1DCmicrogridstructurediagramofphotovoltaicenergystoragewithMPIC

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]微網(wǎng)中接口變換器的多時(shí)間尺度分層協(xié)同控制策略研究[D]. 宋瓊.西安理工大學(xué) 2017
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