《基於功率流向圖的多連線埠DC/DC變換器拓撲衍生方法研究》是依託西南交通大學，由楊平擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於功率流向圖的多連線埠DC/DC變換器拓撲衍生方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊平
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
可再生能源的開發利用是解決能源危機和環境污染的有效途徑。可再生能源發電系統可採用獨立或多種能源聯合供電，其儲能單元亦可配置單一或混合儲能裝置。該系統採用一個多連線埠變換器替代原來多個兩連線埠變換器，可以簡化系統結構和降低成本。但現有多連線埠變換器研究尚缺乏從連線埠源聯接、能量流動方向等角度形成通用性的拓撲衍生方法。本項目系統研究多連線埠DC/DC變換器拓撲衍生方法，包括：1、研究基本電路單元及其級聯規則，挖掘連線埠之間能量流動與傳遞規律，提出基於功率流向圖的多連線埠DC/DC變換器拓撲衍生方法；2、研究連線埠間功率流向的組合規律，利用拓撲篩選原則衍生多連線埠DC/DC變換器；3、對比分析所得變換器特性，探討其適用場合，並提出基本控制策略；4、將上述方法和控制策略套用於獨立光伏發電混合儲能系統，合理選擇多連線埠變換器，最佳化其控制策略。研究成果將為高效、高性能、高功率密度的能源發電系統和電力電子集成研究提供參考。
結題摘要
可再生能源的開發利用是解決能源危機和環境污染的有效途徑。可再生能源發電系統可採用獨立或多能源聯合供電，其儲能單元亦可配置單一或混合儲能裝置。該系統採用一個多連線埠變換器替代原來多個兩連線埠變換器，可以簡化系統結構和降低成本。但現有多連線埠變換器研究尚缺乏從連線埠源聯接、能量流動方向等角度形成通用性的拓撲衍生方法。本項目系統研究多連線埠DC/DC變換器拓撲衍生方法及其控制，主要成果如下：1、從滿足儲能元件單獨的充放電迴路出發，將以儲能元件為中心的H橋式結構（簡稱H橋）嵌入傳統Buck、Boost和Buck/Boost變換器，衍生了一族非隔離TPC(Three-Port Converter)；將嵌入傳統變換器的方式分為H橋不接入傳統變換器元件的直接嵌入和接入傳統變換器元件的間接嵌入傳統變換器兩類；分析和總結了H橋不同嵌入方式所衍生變換器的功率流向結構和工作模式；2、研究在前級供電系統與脈衝負載間並聯一個雙向變換器的三連線埠變換器，並在此基礎上提出了一種基於電容電壓谷值檢測的自適應電流反饋控制策略，該控制策略中電流環參考值可跟隨脈衝負載頻率以及負載占空比的變化而自動調節，實現自適應跟蹤效果。在此基礎上為了解決由於電感電流不能突變造成前級輸出電流存在電流尖峰問題，提出一種三態雙電感雙向變換器，根據脈衝負載特性調節三態雙電感雙向變換器的工作模式，即可消除電流尖峰問題；3、研究和設計了獨立光伏發電混合儲能系統，並提出一種單電容集中式均衡電路，該電路利用電容器作為虛擬電池臨時存儲能量，而後周期性地將存儲的能量反饋回整組電池，實現對電池組的均衡，解決了傳統Buck-Boost均衡電路均衡速度不一致的問題。在研究了該均衡電路的工作模式和控制策略的基礎上，設計了四個電池的均衡實驗電路並進行了對比實驗。研究成果將為高效、高性能、高功率密度的能源發電系統和電力電子集成研究提供參考。
