论文部分内容阅读
太阳能、风能、核能作为新能源的代表,在社会能源消耗中占比越来越高,同时,伴随这些可再生能源越来越广泛的应用,如何有效提高能源的利用率,协调不同能源进行合理分配,来更好的实现能源革命和能源转型,成为了学术界与工业界的迫切需求。能源互联网就是在这样一种时代背景下提出的。能源能源互联网依靠电能路由器能实现清洁能源高效利用和多能源转换,电能路由器是支持分布式发电,储能,可控负荷即插即用的,具备高效的能量流动效率以及良好的电气隔离功能的电力电子接口的集合设备。而双有源桥直流变换器是提高电能路由器效率和稳定性的关键,相较于传统的配电设备,双有源桥直流变换器具备良好的软开关特性,能在实现能量双向传递、功率因数可调时兼具电气隔离功能,并且功率密度、自由度高,基于这些优点,得到了业界广泛的关注,成为了实现能源路由器功率传输的常用拓扑。目前减少变换器回流功率的移相控制与减少开关损耗的软开关技术是研究双有源桥直流变换器的重点。本文针对SPS,EPS两种不同控制方式,分别分析能源路由器下双有源桥直流直流变换器的工作原理,以扩展移相控制下变换器一种开关模式为例,推导出扩展移相控制方式下稳态运行时直流变换器的具体工作模态的电路方程;其次,建立了实现完全软开关的数学模型,得到了变换器一次侧和二次侧实现完全软开关的硬件条件和软件条件;并对单移相,扩展移相控制与双重移相下的软开关特性进行了研究,给出了前两者全功率下的软开关范围。再次,进一步分析了扩展移相控制下变换器的全面性能,给出了扩展移相控制下变换器的不同开关模式,以及每类开关模式下对应的软开关能力和功率传输的范围,从而可以全面了解扩展移相控制下变换器适用的不同场合。最后,采用本文给出的软开关设计参数搭建样机,结合仿真,对比不同方式下变换器的效率,电流等各项性能指标的变换,验证本文提出理论的正确性。