直流微网中模块化双向DC/DC变换器的研究

环境保护已经得到各国政府的重视,可再生能源分布式发电因其清洁环保、灵活可靠而获得广泛关注和推广。超大规模电网的稳定性引发人们的担忧,微网的概念正逐步兴起。包含分布式电源的交流微电网已经成为智能电网中的重要环节。随着电力电子技术和电力电子负荷的发展,与交流微电网相比,直流微电网拥有控制简单、变换环节少,损耗低等优势。作为直流微电网中的重要电力电子设备,DC/DC变换器对实现各分布式电源和直流微电网的连接,稳定直流电压方面具有重要作用,是电能变换与潮流控制的重要装置,其在直流微电网中拥有广阔的应用前景。本文分析了非隔离型双向DC/DC变换器的基本原理,对比了不同结构的开关元件电压应力和电流应力。深入地分析了多重化对电流脉动、电流谐波和电压纹波的影响,并设计了电路参数。对于单个双向DC/DC变换器,采用了平均电流模式的控制策略,并提出了一种数字化平均电流的采样方法,并通过PSCAD仿真软件验证了该控制策略在主动模式和被动模式下的有效性。对于多个双向DC/DC变换器并联,考虑到低压侧电源的多样性和电压控制权分配的问题,提出了一种新型的直流母线电压裕度控制方法。在主动模式下,实现了多个DC/DC模块电压控制权的分配；在主动模式和被动模式切换时,电压控制权在DC/DC模块与AC/DC模块间实现自动交接。最后通过PSCAD仿真验证了控制策略的有效性。