双向LLC谐振式DC/DC变换器研究

发布时间：2022-01-16 01:09

　　近年来,由于化石能源的大量使用,给生态环境带来了一系列严重问题。积极开发和利用太阳能,推动能源的清洁低碳发展已成为缓解当前环境污染和气候变化的重要举措,然而,太阳能的发电量由光照强度决定,具有很大的不确定性,如何更有效的存储和再利用是新能源技术所要研究的方向,因此,能够控制能量双向流动的DC/DC变换器在新能源技术应用中不可或缺。本文针对户用储能系统中电池充放电的双向DC/DC变换器出发,通过结合谐振软开关和双向半桥,利用在传统电感-电感-电容（LLC）谐振网络中增加辅助励磁电感的方式,实现了变换器双向LLC软开关特性,提高了变换器功率密度。具体研究内容如下:（1）阐述了新能源领域的研究进展和应用现状。分析了当前光伏发电和新能源电动汽车的发展动态。并简要说明了结合光伏和储能技术的户用光伏储能系统及其工作模式。同时,对目前双向DC/DC变换器的相关拓扑和控制方法进行了概述,分析了不同双向DC/DC拓扑的优缺点和应用场合。（2）提出了一种新颖的双向LLC谐振式DC/DC拓扑。为了满足户用光伏储能系统中对双向DC/DC变换器的功率密度和成本要求,提出了一种新颖的双向LLC谐振式DC/DC拓扑... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

全国近五年光伏装机容量

在新能源企业的技术驱动下，新能源汽车同样迎来了快速发展，据公安部数据统计，截止 2018 年底全国新能源汽车保有量达 261 万辆，与 2017 年相比长了接近 71%，约 108 万辆[7]，年均增长 47.8 万辆，呈快速增长趋势。与关的充电桩基础设施也达到了 76 万个，相较 2017 年增长了 32 万个[8]，提新能源汽车用户的充电便利性。如图 1-2 所示为近五年新能源汽车以及纯电车保有量情况。

户用光伏储能系统结合了光伏发电和储能技术，系统主要由 PV、储能电池以及系统控制器组成，其中系统控制器包含用于市电并网和负载供电的双向AC/DC 模块，用于光伏供电的单相 DC/DC 模块，以及用于电池充放电的双向DC/DC 模块，如图 1-3 所示。户用光伏储能系统根据是否并入电网分为并网型户用光伏储能系统和离网型光伏储能系统，由于并网型拥有离网型的所有功能，因此本文主要介绍并网型户用光伏储能系统[10]。户用光伏储能系统拥有多样化的输入源包括 PV、储能电池和市电，可以给系统中接入的负载提供持续、稳定的电力供应，并且能够在市电出现故障时给负载提供不间断紧急供电。户用光伏储能系统的主要工作模式可以分为三种：智能并网模式、离网模式以及并网发电模式。系统中电池电压根据要求设有留电电压和截止电压，其中留点电压是指电池作为备用源时电池电压，高于该电压时，市电不再提供充电能量，截止电压是指电池不能提供负载能量时的电池电压，低于此电压时，电池由放电状态转变为充电状态直至电压达到留电电压。

【参考文献】：
期刊论文
[1]开关变换器调制技术的分类与综述[J]. 周国华,赵泓博,毛桂华,周述晗,徐顺刚.  中国电机工程学报. 2018(21)
[2]计及MOSFET关断过程的LLC变换器死区时间选取及计算[J]. 吕正,颜湘武,孙磊,樊威.  电力自动化设备. 2017(03)
[3]高效的LLC谐振变换器变模式控制策略[J]. 潘海燕,贺超,蒋友明,陈国柱.  电力自动化设备. 2015(01)
[4]开关变换器调制与控制技术综述[J]. 周国华,许建平.  中国电机工程学报. 2014(06)
[5]全桥LLC谐振变换器的混合式控制策略[J]. 李菊,阮新波.  电工技术学报. 2013(04)
[6]断续导电模式Buck变换器双脉冲跨周期调制技术[J]. 马正华,夏建锋,包伯成,沙金.  中国电机工程学报. 2013(12)
[7]碳化硅电力电子器件在电力系统的应用展望[J]. 盛况,郭清,张军明,钱照明.  中国电机工程学报. 2012(30)
[8]一种谐振型推挽式直流变换器[J]. 袁义生,龚昌为.  电力自动化设备. 2012(10)
[9]新颖软开关推挽LLC谐振变流器及其拓扑延拓[J]. 陈威,吕征宇.  浙江大学学报(工学版). 2010(08)
[10]一种改进的LLC变换器谐振网络参数设计方法[J]. 马皓,祁丰.  中国电机工程学报. 2008(33)

博士论文
[1]双向谐振型DC/DC变换器的研究[D]. 江添洋.浙江大学 2015

硕士论文
[1]独立光伏系统中双向DC/DC变换器的研究[D]. 陈宇.湘潭大学 2017
[2]高功率因数的带同步整流半桥LLC谐振电路的研究[D]. 张峰.广西大学 2014



本文编号：3591639