基于双有源桥的并网双向AC/DC变换器技术研究

发布时间：2020-12-05 06:19

　　对比国内外新近的关于数据中心直流供电系统的相关标准可明确,上限400V直流（260-400V）的宽母线电压是国际上数据中心直流供电系统的发展趋势。相比较于母线窄电压范围方案,母线宽电压范围方案的母线电压直接由蓄电池组的输出电压决定,系统结构得到简化,成本也相对较低,但对接于母线的变换器也会有更宽范围工作电压的要求。作为直流供电系统与大电网的接口,并网双向AC/DC变换器是直流供电系统的重要组成部分。该变换器承载着控制能量在直流母线和电网之间传递的任务,不仅要适应直流母线的电压范围,而且要能控制网侧电流实现较好的功率因数和正弦度,并实现能量的高效双向传输。针对上述要求,本文研究了一种基于双有源桥的并网双向AC/DC变换器,该变换器是一个两级拓扑,前级是双有源桥双向DC/DC变换器（DAB）,后级是单相全桥双向AC/DC变换器。前级变换器负责控制直流母线侧电压的稳定,后级变换器负责中间支撑电容电压的稳定和控制进网电流,并实现双向功率传输。本文详细分析了两级变换器的工作原理,并针对DAB在传统移相调制策略下存在轻载功率回流现象、软开关范围窄等问题,给出了一种提高变换器性能的改进移相调制策略—... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
注释表
第一章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 双向AC/DC变换器的研究现状
        1.2.1 非隔离型双向AC/DC变换器
        1.2.2 隔离型双向AC/DC变换器
    1.3 论文的研究内容及结构安排
第二章 基于DAB的并网双向AC/DC变换器工作原理及控制策略
    2.1 变换器总体方案及控制要求
        2.1.1 总体电路方案
        2.1.2 控制要求
        2.1.3 总体控制方案
    2.2 双有源桥的工作原理及闭环控制策略
        2.2.1 双有源桥电路结构
        2.2.2 双有源桥的调制方案
        2.2.3 双有源桥的闭环控制策略
    2.3 单相全桥电路的工作原理及闭环控制策略
        2.3.1 电路结构
        2.3.2 PWM调制方式选择
        2.3.3 单相全桥的闭环控制策略
    2.4 本章小结
第三章 基于DAB的并网双向AC/DC变换器的设计
    3.1 设计指标
    3.2 系统的整体架构
    3.3 功率电路设计
        3.3.1 DAB功率电路设计
        3.3.2 单相全桥功率电路设计
    3.4 控制电路设计
        3.4.1 采样调理电路
        3.4.2 驱动电路
        3.4.3 继电器控制电路
    3.5 系统软件设计
    3.6 本章小节
第四章 仿真分析与实验研究
    4.1 双有源桥双向DC/DC变换器
        4.1.1 仿真验证
        4.1.2 实验验证
    4.2 单相全桥双向AC/DC变换器
        4.2.1 仿真验证
        4.2.2 实验验证
    4.3 基于DAB的并网双向AC/DC变换器功能验证
        4.3.1 仿真验证
        4.3.2 实验验证
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 后续工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]直流楼宇供电系统的设计要求分析与研究[J]. 杨晨,毛玲,陈文明,谢少军.  电源学报. 2014(03)
[2]两级式单相逆变器二次纹波电流的抑制与动态特性的改善[J]. 祝国平,阮新波,王学华,杨志兵.  中国电机工程学报. 2013(12)
[3]电动汽车与电网能量交互的双向变流器拓扑研究[J]. 鲍谚,姜久春,张宏韬,牛利勇,张维戈.  中国电机工程学报. 2012(31)
[4]双重移相控制的双向全桥DC-DC变换器及其功率回流特性分析[J]. 赵彪,于庆广,孙伟欣.  中国电机工程学报. 2012(12)
[5]用于电池储能系统并网的双向可拓展变流器及其分布式控制策略[J]. 赵彪,于庆广,王立雯,肖宜.  中国电机工程学报. 2011(S1)
[6]风力发电用大功率并网逆变器研究[J]. 张强,张崇巍,张兴,谢震.  中国电机工程学报. 2007(16)
[7]一种基于导抗变换器理论的光伏并网逆变器的研究[J]. 黄跃杰,陈国呈,吴春华,许春雨.  电气传动自动化. 2005(02)

博士论文
[1]基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究[D]. 杨波.浙江大学 2010
[2]光伏发电高效利用的关键技术研究[D]. 肖华锋.南京航空航天大学 2010

硕士论文
[1]并网电池储能系统中双向变流器的研究[D]. 武凤霞.哈尔滨工业大学 2013
[2]PWM加移相控制双有源全桥双向DC-DC变换器的研究[D]. 杨敏.南京航空航天大学 2013
[3]碳化硅MOSFET应用技术研究[D]. 陆珏晶.南京航空航天大学 2013
[4]高性能非隔离并网逆变器控制策略研究[D]. 唐婷.南京航空航天大学 2013
[5]高效率非隔离型光伏并网逆变器研究[D]. 黄如海.南京航空航天大学 2012
[6]风光柴互补发电系统中并网双向逆变器的研究[D]. 赵玲霞.兰州理工大学 2010
[7]单相非隔离型光伏并网逆变器的研究[D]. 孙龙林.合肥工业大学 2009
[8]并网逆变器电流控制技术的研究[D]. 徐志英.南京航空航天大学 2009
[9]基于SPWPM模式的高频链逆变器研究[D]. 包健刚.华中科技大学 2008
[10]电压型高频链逆变电源的研究[D]. 赵东亮.山东大学 2008



本文编号：2899023