用于混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的雙向DC-DC變換器及其控制策略研究.pdf

1、近年來(lái)，混合儲(chǔ)能技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)和可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中，相比傳統(tǒng)單一儲(chǔ)能體現(xiàn)出諸多優(yōu)勢(shì)?；旌蟽?chǔ)能系統(tǒng)包含多個(gè)輸入輸出，其實(shí)現(xiàn)依賴于功率可以雙向傳輸?shù)亩喽丝陔p向DC/DC系統(tǒng)，常規(guī)兩端口雙向DC/DC是各種多端口雙向DC/DC系統(tǒng)的基礎(chǔ)，兩端口雙向DC/DC通過(guò)組合和重構(gòu)可以得到不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多端口系統(tǒng)，其控制方法也可以推廣到多端口雙向DC/DC中。本文對(duì)兩種常用的兩端口雙向DC/DC拓?fù)涞目刂品椒ㄕ归_(kāi)研究，而高頻磁耦合的多端口雙向

2、DC/DC因結(jié)構(gòu)緊湊元件復(fù)用等諸多優(yōu)點(diǎn)在混合儲(chǔ)能應(yīng)用中頗具研究?jī)r(jià)值，本文亦對(duì)其進(jìn)行了一定的研究。
　　傳統(tǒng)移相控制的雙向DC/DC變換器在端口電壓不匹配時(shí)都存在環(huán)流增大、軟開(kāi)關(guān)范圍變窄和損耗增加等諸多問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，本文基于隔離型雙主動(dòng)全橋拓?fù)涮岢隽诵滦蚉WM加移相控制方法，該方法通過(guò)計(jì)算控制脈沖的最優(yōu)移相角和占空比，從而使變換器獲得更好的工作性能，減小了電路內(nèi)的環(huán)流功率、增大了軟開(kāi)關(guān)范圍并改善了電路輕載時(shí)的工作特性。文中

3、闡述了該控制方法的工作原理并建立其數(shù)學(xué)模型，基于數(shù)學(xué)模型與傳統(tǒng)移相控制進(jìn)行對(duì)比分析，并搭建了仿真模型和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來(lái)驗(yàn)證其可行性和正確性。
　　基于升壓半橋-全橋兩端口雙向DC/DC拓?fù)洌诳偨Y(jié)已有控制方法的基礎(chǔ)上本文提出PWM加雙重移相的控制方法，該方法通過(guò)調(diào)整控制信號(hào)的占空比和計(jì)算內(nèi)移相角，實(shí)現(xiàn)在端口電壓不匹配的情況下完全消除電路中的環(huán)流功率，改善電路的工作特性。文中介紹了該控制方法的基本原理，分析了電路各工作模態(tài)下的換流過(guò)程并建

4、立了數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了應(yīng)用于微網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)中端口電壓變化時(shí)的控制策略，并進(jìn)行了仿真分析和驗(yàn)證。
　　高頻磁耦的多端口雙向DC/DC作為一種新型的多端口結(jié)構(gòu)在混合儲(chǔ)能中有很好的研究?jī)r(jià)值，文中以蓄電池-超級(jí)電容混合儲(chǔ)能為應(yīng)用背景，對(duì)高頻磁耦合的全橋-雙半橋三端口雙向DC/DC進(jìn)行研究?；谄浜?jiǎn)化模型分析了該拓?fù)涞墓ぷ髟砗头€(wěn)態(tài)工作特性，建立了電路的狀態(tài)空間模型和功率模型。針對(duì)全橋-雙半橋三端口的非線性和多輸入多輸出之間的耦合問(wèn)題設(shè)計(jì)了電流