适用于新能源发电系统的三端口DC_DC变换器研究.pdfVIP

应用研究|ApplicationResearch

适用于新能源发电系统的三端口

DC/DC变换器研究

王正，张华，范立海，陈金钰，隋东旭，郭杰

（国网冀北电力有限公司廊坊供电公司，河北廊坊065000）

摘要：三端口变换器在新能源发电系统中发挥着越来越重要的作用，能够将电压源或电流源、储能元件

和负载同时连接起来，并对能量流动进行统一管理。然而现有的三端口拓扑通常存在很多问题，例如没

有储能环节充电的回路、电路结构过于复杂和输出效率低等。对一种新型的三端口DC/DC变换器进行

了研究，给出了不同端口电压与开关频率下的13种控制模式，并利用数字控制的手段完成复杂的控制

策略，从而实现宽范围的电源调整率与多端口间能量的自由流动。之后通过对占空比平面的优化，使模

式切换过程变得更加稳定和平滑。最后搭建三端口电源变换器系统平台，利用实验对控制策略的灵活性

和系统的稳定性进行验证。

关键词：新能源发电；三端口变换器；控制策略；模式切换；占空比平面

Researchonthree-portDC/DCconverterfornewenergypowergenerationsystem

WANGZheng,ZHANGHua,FanLihai,CHENJinyu,SUIDongxu,GUOJie

(LangfangPowerSupplyBranch,StateGridJibeiElectricPowerSupplyCo.,Ltd.,Langfang065000,China)

Abstract:Three-portconvertersplayanincreasinglyimportantroleinnewenergygenerationsystems.Theyare

commonlyusedtoconnectvoltage(current)sources,energystorageelementandloads,andtomanagepowerina

unifiedmanner.However,mostthree-porttopologiesoftenhavethedisadvantagesofcomplicatedcircuitstructure,

nobatterychargingloop,andlowefficiency.Inthispaper,anewtypeofthree-portDC/DCconverterisstudied,

and13controlmodesunderdifferentportvoltagesandswitchingfrequenciesaregiven.Thedigitalcontrolmethod

isusedtocompletecomplexcontrolstrategiestoachieveawiderange.Thepowerregulationrateandthefreeflow

ofenergybetweenthemultipleportsareimplemented.Themodeswitchingprocessisthenmorestableandsmooth

byoptimizingtheoptimizeddutycycleplane.Finally,thephysicaldebuggingplatformofthethree-portpower

converterwasbuilttocarryoutexperimentstoverifytheflexibilityofthecontrolstrategyandthestabilityofthe

system.

Keywords:newenergygeneration;three-portconverter;controlstrategy;modeswitching;dutycycleplane

0引言