基于高压交流直接接入的高频隔离高效率双向AC-DC变流器研究

基本信息
批准号:51577012
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:沙德尚
学科分类:
依托单位:北京理工大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:温家良,耿庆波,高志刚,王亮,陈中圆,郭志强,许国,陈建良,游富淋
关键词:
级联H桥ACDC整流器双向DCDC变换器三电平变换器零电压开关
结项摘要

Based on the requirement of the large scale energy storage application, high frequency conversion is used to achieve high frequency and high efficiency conversion between high voltage AC grid and low voltage DC based energy storage device. To meet the 10kV AC grid and wide voltage gain requirement, a power circuit composed of cascaded H bridge converters connected with individual current-fed bidirectional high frequency isolated three-level DC-DC converter. For the bidirectional DC-DC converter, a double PWM dual phase shifted with fixed pulse width is proposed, with which all the switches can achieve ZVS within wide load range and the circulating loss can be suppressed. It is very easy to achieve fast closed-loop control. During the power transferring stage, the leakage inductance current can be sensed to achieve excellent current waveform control and therefore the main circuit parameter mismatch and load variation effect can be eliminated. For individual DC bus for cased H bridge converters, a unified DC bus control is proposed in spite of the power flow direction. Besides, the amplitude and frequency fluctuation of the high voltage grid can be compensated by the proposed converter and thus smart interaction can be obtained, which lays the fundamental theory and technology based for the massive application of the energy storage.

针对未来智能电网中大规模储能技术发展的要求,采用高频隔离代替传统的工频隔离,实现高压交流和低压直流储能元件之间高频隔离、高效率变换。为了适应于高压交流10kV及储能用宽电压增益要求,提出了级联H桥分别接多个电流源型双向高频隔离三电平DC-DC变换器的主电路。对于双向DC-DC,提出了基于恒定脉宽误差的双PWM双移相控制策略,采用该方法,可以在宽负载范围内功率流方向变化时实现所有开关管ZVS软开关,抑制了环流损耗。同时该方法易于实现实时闭环控制。在功率导通阶段,提出了漏感电流直接反馈控制策略,可实现最佳电流波形控制,消除了主电路参数离散型和功率实时变化的影响。为了适应储能单元和高压电网之间的双向互动,对于级联H桥直流母线控制,提出了一体化直流母线电压均衡控制策略。该变流器能够实现自动补偿交流侧电压幅值和频率的变化,使得储能单元和高压交流电压实现双向智能交互,为大规模储能应用奠定基础

项目摘要

针对未来智能电网中大规模储能技术发展的要求,采用高频隔离代替传统的工频隔离,实现高压交流和低压直流储能元件之间高频隔离、高效率变换。为了适应于高压交流10kV及储能用宽电压增益要求,提出了级联H桥分别接多个电流源型双向高频隔离三电平DC-DC变换器的主电路。对于电流型双向DC-DC,提出了基于恒定脉宽误差的双PWM双移相和电压非匹配下的占空比扩展控制策略,可以在宽负载范围内功率流方向变化时实现所有开关管ZVS软开关,抑制了环流损耗。对于电压型DAB,提出了临界梯形波调制策略,实现了实时闭环控制。为了进一步扩展增益,提出了基于电压匹配控制的双变压器和混合桥控制策略。对于半控型DAB,研究了电压模式和电流DAB,同时由单相扩展到三相。对于高增益DC-DC,三相逆变器,系统地研究了边界控制,以极低的代价实现了软开关。为了适应储能单元和高压电网之间的双向互动,对于级联H桥直流母线控制,提出了一体化直流母线电压均衡控制策略,能够自动适应充、放电的场合。该变流器能够实现自动补偿交流侧电压幅值和频率的变化,使得储能单元和高压交流电压实现双向智能交互,为大规模储能、特种装备的双向流等应用奠定基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

An alternative conformation of human TrpRS suggests a role of zinc in activating non-enzymatic function

An alternative conformation of human TrpRS suggests a role of zinc in activating non-enzymatic function

DOI:10.1080/15476286.2017.1377868.
发表时间:2017
2

Engineering Leaf-Like UiO-66-SO_3H Membranes for Selective Transport of Cations

Engineering Leaf-Like UiO-66-SO_3H Membranes for Selective Transport of Cations

DOI:10.1007/s40820-020-0386-6
发表时间:2020
3

资本品减税对僵尸企业出清的影响——基于东北地区增值税转型的自然实验

资本品减税对僵尸企业出清的影响——基于东北地区增值税转型的自然实验

DOI:10.14116/j.nkes.2021.03.003
发表时间:2021
4

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

DOI:10.3969/j.issn.1001-8360.2019.08.011
发表时间:2019
5

Himawari-8/AHI红外光谱资料降水信号识别与反演初步应用研究

Himawari-8/AHI红外光谱资料降水信号识别与反演初步应用研究

DOI:
发表时间:2020

沙德尚的其他基金

批准号:50807005
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

模块化单级式高频隔离型双向升降压谐振式AC-DC功率变换技术研究

批准号:51877050
批准年份:2018
负责人:吴凤江
学科分类:E0706
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

级联交流高频链双向变流器的模块化集成优化与分布式控制方法

批准号:51507086
批准年份:2015
负责人:刘钊
学科分类:E0706
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于高频隔离和公共直流母线的电池储能电网接入系统

批准号:51077076
批准年份:2010
负责人:宋强
学科分类:E0707
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
4

兆赫兹高效率隔离型DC/DC变流器串联电压源调控方法研究

批准号:51877191
批准年份:2018
负责人:吴新科
学科分类:E0706
资助金额:65.00
项目类别:面上项目