隨著直流微源和直流負載的使用日益增多,直流微電網(wǎng)開始興起。為增強直流母線電壓的抗擾能力,有學者提出在直流微網(wǎng)中引入類似虛擬同步發(fā)電機的虛擬慣性控制策略,即虛擬電容控制,有效增強直流微網(wǎng)的慣性。考慮當前分布式微源對高升/降壓比、電氣隔離以及高效率變換器的急切需求,結合直流微網(wǎng)慣性低,母線電壓質量較差問題,研究 了一種多端口 隔離型 DC-DC 變換器（Multi-port isolated DC-DC converter,MPIC）的虛擬電容控制策略,并圍繞其功率控制展開研究:首先,介紹了課題研究背景,直流微網(wǎng)虛擬慣性控制技術以及隔離型DC-DC變換器在國內外的研究現(xiàn)狀。其次,介紹了 MPIC的拓撲結構和控制方法;類比分析了交流微網(wǎng)中的虛擬同步發(fā)電機技術和直流微網(wǎng)中的虛擬電容技術,探究了兩者之間的相似與不同之處。同時,分別介紹了光伏單元的MPPT控制和儲能單元的虛擬電容控制,并基于MPIC探討了光伏單元和儲能單元之間的協(xié)調控制策略。然后,提出了適用于MPIC的改進虛擬電容（Improved virtual capacitor,IVC）控制策略,可根據(jù)直流母線電壓偏移額定值的程度動態(tài)調節(jié)虛... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

含隔離型DC-DC變換器的直流微網(wǎng)架構圖

?-2所示。優(yōu)點是組件數(shù)量少，功率級效率高；缺點是升降壓范圍較窄，不適合高電壓增益的應用場合。尤其當輸入輸出電壓的比值過大時，為滿足高電壓增益比的要求，開關管不得不工作于極限占空比狀態(tài)。即其中一個開關管的占空比接近于1，另外一個開關管的占空比接近于0，此時兩個開關管承受電壓和電流應力會急劇增加，從而造成效率的大幅下降。雖然研究人員也提出了一些可以實現(xiàn)高效率高增益比變換的拓撲[10-11]，但是考慮到電壓增益、轉換效率、可靠性等因素，隔離型DC-DC變換器仍然是小功率蓄電池發(fā)電系統(tǒng)的主要技術方案。圖1-2Buck/Boost結構示意圖Fig.1-2ThestructurediagramofBuck/Boost考慮當前直流微網(wǎng)中分布式微源對高升/降壓比、電氣隔離以及高效率變換器的急切需求，文獻[12]提出了一種雙向移相全橋變換器，具備ZVS特性，可以提高變換器的工作效率，但該變換器需要調節(jié)輸入電壓來保持輸出電壓恒定，只能實現(xiàn)降壓控制。文獻[13-14]采用Boost移相全橋變換器，該拓撲適用于雙向功率轉換，具有用于低壓到高壓功率轉換的升壓模式和用于高壓到低壓轉換的降壓模式，但是該類變換器需要用到RCD、無損緩沖等輔助電路，增加了電路成本和復雜性，降低了變換器的效率，故諧振型變換器正成為高功率DC-DC變換器應用的理想拓撲結構[15]。相比于非諧振型變換器，這類拓撲提供了很多優(yōu)勢，包括軟開關控制，高頻操作，低EMI，簡單的控制，高效率

2多端口隔離型DC-DC變換器及其控制原理72多端口隔離型DC-DC變換器及其控制原理2.1引言多端口隔離型DC-DC變換器具有許多優(yōu)點，如高升/降壓比，電氣隔離，功率雙向流動和簡單的軟開關控制[18]，由CLLC諧振變換器和交錯Buck/Boost變換器級聯(lián)而成，可廣泛應用于分布式發(fā)電系統(tǒng)[9]，電動汽車以及其他新興能源轉換系統(tǒng)[43]，具有廣闊應用前景。隨著直流微源和直流負載的使用日益增多，直流微電網(wǎng)開始興起[44-45]。然而，直流微網(wǎng)本身慣性較低，其母線電壓容易受到間歇性可再生能源和局部負載變化引起的功率波動影響[46-48]。尤其在離網(wǎng)模式下，僅靠儲能系統(tǒng)調節(jié)直流母線上的電壓與功率平衡，對儲能設備的容量、輸出特性及成本都提出較高要求，不利于微電網(wǎng)的推廣及維護[49-50]。同時，考慮當前直流微網(wǎng)中分布式微源對高升/降壓比、電氣隔離以及高效率變換器的急切需求，有必要提出一種應用于隔離型DC-DC變換器的虛擬慣性控制策略，MPIC符合本文要求。2.2MPIC拓撲結構和控制方法2.2.1拓撲結構構建圖2-1所示的光儲直流微網(wǎng)系統(tǒng)，其組成部分為：1）光伏單元和儲能裝置通過兩級式隔離雙向DC-DC變換器接入400V直流母線，與直流負載組成三端口直流變換器；2）將CLLC諧振電路作為兩級式變換器的前級，交錯Buck/Boost電路作為后級。出于成本考慮，將光伏接口變換器的后級用交錯Boost電路替代。圖中，udc為直流母線電壓，idc為直流輸出電流；nT為變壓器匝比；Lm、Lr為諧振腔勵磁電感和諧振電感，C1、C2為圖2-1含MPIC的光儲直流微網(wǎng)結構圖Figur.2-1DCmicrogridstructurediagramofphotovoltaicenergystoragewithMPIC

【參考文獻】：
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碩士論文
[1]微網(wǎng)中接口變換器的多時間尺度分層協(xié)同控制策略研究[D]. 宋瓊.西安理工大學 2017
[2]基于超級電容儲能的光伏發(fā)電系統(tǒng)技術研究[D]. 符江升.西南交通大學 2012
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本文編號：3355487