《面向交直流混合微電網的並聯高效雙向AC/DC變換器研究》是依託清華大學，由孫凱擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向交直流混合微電網的並聯高效雙向AC/DC變換器研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：孫凱
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
交直流混合微電網是未來分散式發電和智慧型電網技術發展的重要內容之一。本項目以交流微電網和直流微電網的接口電路為主要研究對象，將著重研究基於RB-IGBT Conergy拓撲的雙向AC/DC變換器的效率最佳化問題和傳導電磁干擾（EMI）問題以及兩台雙向AC/DC變換器的並聯運行控制和輔助控制功能。本項目將綜合考慮交直流微電網運行要求、分散式電源特性和併網變換器功能這三大要素，針對研究對象建立可靠的數學模型（效率分析模型、開關暫態模型和高頻電路模型），並提出一整套有效的設計和控制方案（主電路結構和濾波器設計、傳導EMI抑制措施、分層控制系統和本地電壓支持功能、諧波補償功能），實現一套高性能、高效率、高可靠性、低EMI且控制靈活、功能完善、易於擴展的面向交直流混合微電網運行的新型並聯雙向AC/DC變換器。
結題摘要
交直流混合微電網是未來分散式發電和智慧型電網技術發展的重要內容之一。本項目以交直流混合微電網中交直流母線間並聯高效雙向AC/DC接口變換器為主要研究對象，研究內容包括：1、基於RB-IGBT Conergy 拓撲的雙向AC/DC 變換器效率最佳化；2、基於RB-IGBT Conergy 拓撲的雙向AC/DC 變換器EMI 基礎問題；3、並聯雙向AC/DC 變換器的分層控制系統研究；4、並聯雙向AC/DC 變換器的輔助控制功能。項目的重要研究結果包括：1、研製成功了基於RB-IGBT Conergy拓撲的並聯AC/DC變換器樣機，該樣機不僅可作為交直流混合微電網中交流母線和直流母線之間的接口變換器，而且可以用於分散式光伏發電系統，為新能源接入電力系統提供了新穎的解決方案；2、建立了基於RB-IGBT Conergy 拓撲的雙向AC/DC 變換器效率分析模型，並提出了相應的效率最佳化措施，使變換器的最高效率達到了97%以上，這項成果有利於提高整個交直流微電網系統的能量利用效率；3、研製了基於SiC MOSFET的並聯雙向AC/DC接口變換器，進一步提高了系統效率，為分散式發電和微電網系統的電力電子接口提供了基於寬禁帶器件的全新解決方案；4、提出了Conergy拓撲（T型三電平）變換器的差模和共模傳導電磁干擾高頻等效電路模型，並進行了仿真和實驗驗證，為Conergy拓撲（T型三電平）變換器的電磁干擾抑制提供了重要的理論和技術基礎；5、提出了適用於交直流母線間雙向AC/DC接口變換器的分層控制系統，包含了本地電壓電流控制、分散式下垂控制、二次控制和與大電網的功率交換控制，為交直流混合微電網的安全穩定運行提供了控制方案和技術基礎；6、針對交直流混合微電網中直流側分層控制系統存在的直流母線電壓跌落和負荷功率分配精度不高這兩個主要問題，提出了基於低頻寬通信的直流側微電網負荷功率分配精度提升方法，不僅改善了功率分配精度，而且確保了系統母線的穩定；7、針對交直流混合微電網中的不對稱故障情況，提出了適用於並聯雙向AC/DC接口變換器的有功功率傳輸能力提升策略，保證了直流母線電壓在交流側微電網發生不對稱故障時仍能維持恆定，改善了交直流混合微電網的穩定性和可靠性；8、針對交直流混合微電網中的分散式儲能系統，提出了基於剩餘容量的最佳化放電控制方法，有效地改善了系統的性能和可靠性。
