串联谐振型双重有源变换器在直流分布式系统中应用.pdfVIP

第30卷第5期 电力自动化设备 V01．30No．5 PowerAutomation 201 0年5月 Electric Equipment 2010 固 May -II■——●■■■■—●—●■———●—●■●—■●■——————■■■■■———●■—■—●—■—■■■●■■■●●■●—●■●—●●■●—●—●■■—■●■—■—■■●●■■■■—■■■■■■■■———■■——●■一 串联谐振型双重有源变换器在直流分布式系统中应用 吴俊娟，邬伟扬，孙孝峰 (燕山大学电力电子节能与传动控制河北省重点实验室，河北秦皇岛066004) 摘要：为满足直流分布式系统间的能量调度需求，提出了一种新颖的双向DC／DC变换器——串联谐振型双 重有源全桥变换器。通过对激励谐振、自由谐振和零自由谐振3种模式的分析，详细介绍了以高频谐振电流为 基础传递能量的谐振变换器的工作原理。能量的双向传输是通过控制谐振电流来实现的。以不同母线问的电 压差作为能量流动方向的判断依据．给出了基于谐振槽瞬时能量控制的双闭环控制方案。实验验证了串联谐振型 双重有源全桥变换器工作原理分析的正确性．同时也验证了所提出的直流分布式母线问能量双向流动控制方 案的可行性。研究结果表明，该变换器可双向传输能量．所有开关工作于定频、定宽状态。全程可实现零电流开关， 能量传输效率高。 关键词：双向变换器；串联谐振：双重有源全桥变换器；直流分布式母线；能量控制；零电流开关 711 文献标识码：A 中图分类号：TM 醍表示。功率开关管工作在定频(谐振槽固有谐振频 0引言 率)、定宽(50％占空比)状态。 在新能源发电技术中．太阳能发电和风力发电 单元通过电力电子变换装置连接到公共直流母线上 共同为负载供电[1-3]。光照较强或是风力较大时，该 系统可以将多余的电能储存在电池储能单元供光照 弱或风力小的情况下使用[4-剐。当某一个小规模直流 分布式系统用电负荷变大．自身存储能量不足以满 足负载要求时．如果能够由其他能量充足的相邻的 圈l串联谐振型双重有源全桥变换器 直流分布式系统补充一部分能量．则既可以保证负 Seriesresonantdualactive converter Fig．1 fuU-bridge 载正常工作．又大幅提高新能源的使用效率。从而 使这种小规模发电系统更具推广性。 当能量从∽向巩传递时，称为能量正向传递。 反之．则称为能量反向传递。能量正向传递时。前端 由此．本文提出了一种可满足直流分布式系统 的全桥开关‰～V他处于工作状态，后端的全桥开关 间能量双向流动需求的DC／DC变换器。由于该变 换器为串联谐振型，并且其变压器原、副边各有一个 V11。一V似不工作，但是其体内寄生二极管VD。。～VD44 全桥电路．故称之为串联谐振型双重有源全桥变换 工作于不可控整流状态。下面将详细分析能量正、反 向传递时电路的工作原理。 器[6-7]。该变换器不但具有普通双向DC／DC变换器 1．1能量正向传递 的特点：它的输入、输出电压极性不变，但电流方向