New concept of multi-input DC-AC conversion switching combination cell and a single-stage multi-input integrated DC-AC converter as well as single-stage multi-input integrated DC-AC conversion system with high efficiency are first proposed in this project. This system includes parallel supplying power individually mode, series supplying power simultaneously mode, and multi-winding supplying power individually or simultaneously mode. The key technologies basis such as the circuit configuration and topology families, the energy management control strategies, the principle characteristics, and the design criteria of circuit parameters of the three types of single-stage multi-input integrated DC-AC conversion system with high efficiency will be fully investigated in theoretical analysis, simulation and principle test, and the principle test prototypes of three types of integrated DC-AC conversion system will be provided. The feasibility and advancement of the proposed three types of integrated DC-AC conversion system will be verified by the theoretical analysis, simulation and principle test. The proposed three types of integrated DC-AC conversion system can convert multi-input sources to needed alternate current by single stage, and have advantages of simple circuit configuration, single stage power conversion, high power density, high conversion efficiency, high reliability, and low cost etc. The research fruits will lay key technical foundation on the realization of high performance new energy power conversion system. It is expected that 8 high-level papers will be published in authoritative journals and international conferences, 1 work will be published, 6 invention patents will be authorized, 3 PhD students and 4 postgraduate students will be trained.
本项目首次提出了多输入DC-AC变换开关组合单元和单级多输入集成DC-AC变换器新概念及其并联分时供电、串联同时供电、多绕组同时或分时供电型三类单级高效多输入集成DC-AC变换系统。对构成三类单级高效多输入集成DC-AC变换系统的电路结构与拓扑族、能量管理控制策略、原理特性、电路参数设计准则等关键技术基础进行深入的理论分析、仿真与原理试验研究,提供三类集成DC-AC变换系统原理试验装置。理论分析、仿真与原理试验将证实所提出的三类集成DC-AC变换系统的可行性和先进性。所提出的三类集成DC-AC变换系统能将多输入源单级变换成所需要的交流电,具有电路结构简洁、单级功率变换、功率密度高、变换效率高、可靠性高、成本低等优点。研究成果为实现高性能的新能源功率变换系统奠定关键技术基础,将在权威期刊和国际会议发表高水平论文8篇,出版学术专著1部,获授权国家发明专利6项,培养博士生3名和硕士生4名。
单一新能源发电存在电力供应不稳定、随气候条件变化等缺陷,为了提高供电系统的稳定性,需要采用多新能源联合供电的分布式发电系统。对此,本项目提出了单级多输入DC-AC变换器电路结构构造原理和并联分时供电、串联同时供电和多绕组同时/分时供电型三类单级多输入DC-AC变换器电路结构与拓扑族,该电路结构是由单向/双向并联分时供电Buck和Buck-Boost型、单向/双向串联同时供电Buck和Buck-Boost型、多绕组同时/分时供电Boost、Buck、Buck-Boost型多输入直流变换器与极性反转桥级联构成,多输入直流变换器将多输入源变换成工频正弦双半波,极性反转桥将其变换成工频正弦波,独立供电时交流侧还可并接一个蓄电池双向充放电变换器以实现能量存储或释放;提出了单级多输入DC-AC变换系统的主从功率分配和最大功率输出两种能量管理控制策略,实现了输入源的能量管理、新能源的最大功率点跟踪控制以及输出电压或并网电流控制三大功能。. 对构成三类单级多输入DC-AC变换系统的电路结构与拓扑族、能量管理控制策略、原理特性、电路参数设计准则等关键技术进行深入的理论分析、仿真与实验研究,获得了重要结论。采用所提出的电路拓扑与能量管理控制策略,设计并研制了3kW 240-360VDC/220V50HzAC并联分时供电、500VA 80-110VDC/220V50HzAC串联同时供电、3kW 200-260VDC/220V50HzAC多绕组同时供电型单级多输入DC-AC变换系统实验样机,证实了所提出的三类单级多输入DC-AC变换系统电路结构与拓扑族及能量管理控制策略的正确性与先进性。与两级多输入DC-AC变换系统实验样机相比,所提出的单级变换系统有更高的功率密度、更高的变换效率和更低的成本。. 所提出的三类单级DC-AC变换系统,具有电路结构简洁、单级功率变换、功率密度高、变换效率高、可靠性高、成本低等优点。研究成果为实现性能优良的多新能源分布式发电系统奠定关键技术基础,拓宽和深化了多新能源分布式发电系统理论,具有重要的理论价值和应用前景。研究成果在权威期刊和会议发表论文8篇,获授权发明专利6项,承办全国学术会议1次,参加国内外学术交流60余人次,培养博士生2名和硕士生8名。
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数据更新时间:2023-05-31
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