輸入串聯(lián)輸出串聯(lián)直流變換器控制策略研究.pdf

1、近年來，標(biāo)準(zhǔn)模塊的串并聯(lián)技術(shù)受到越來越多的研究與應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)化模塊的串并聯(lián)包括以下四種:(1)輸入并聯(lián)輸出并聯(lián)系統(tǒng);(2)輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)系統(tǒng);(3)輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)系統(tǒng);(4)輸入串聯(lián)輸出串聯(lián)系統(tǒng)。以上四種結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)模塊可以由逆變器、整流器、變頻器以及直流變換器構(gòu)成，標(biāo)準(zhǔn)模塊的串并聯(lián)不僅降低功率器件電氣應(yīng)力，更提高系統(tǒng)冗余性與可靠性。隨著新能源大量的開發(fā)與利用，DC-DC變換器在風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、電動汽車等新能源的應(yīng)用越來越多。

2、其中輸入串聯(lián)輸出串聯(lián)直流變換器系統(tǒng)適用于輸入電壓、輸出電壓較高的場合，特別在直流電網(wǎng)中，通過ISOS直流變換器提高電壓從而達(dá)到相應(yīng)的電壓等級。
　　本文分析隔離式DC-DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方式，選定子模塊為移相全橋變換器，子模塊輸入端、輸出端串聯(lián)構(gòu)成ISOS直流變換器，分析其變換器的工作模態(tài)、性能特點并對系統(tǒng)進(jìn)行小信號建模。通過研究ISOS直流變換器輸入電流、電壓與輸出電流、電壓的關(guān)系，由此可知控制輸入電壓均分或者輸出電壓均分

3、都可以保證系統(tǒng)正常工作，從輸入電壓或輸出電壓的變量調(diào)整作為突破口，設(shè)計ISOS系統(tǒng)的控制策略，分析系統(tǒng)中各模塊器件參數(shù)不匹配的情況下對輸入輸出均壓的影響，對接下來的控制策略設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。
　　本文采用一種新型下垂線性控制策略，其控制方法為采樣各模塊自身的輸入電壓與系統(tǒng)的輸出電壓，使各模塊的系統(tǒng)輸出電壓呈下垂線性調(diào)節(jié)特性，通過各模塊輸入電壓與給定信號和系統(tǒng)輸出電壓疊加的信號誤差經(jīng)采樣、運放、比對等最終調(diào)節(jié)其占空比改變輸入電壓，從

4、而達(dá)到調(diào)節(jié)輸入輸出均壓的效果。此控制策略使各個模塊有獨立的控制電路且之間無任何聯(lián)系，真正實現(xiàn)了系統(tǒng)各模塊獨立工作及模塊化設(shè)計，提高系統(tǒng)冗余性、可靠性以及可擴(kuò)展性。根據(jù)控制策略框圖分析其控制策略的穩(wěn)定性，通過繪制根軌跡圖來確定PI調(diào)節(jié)器取值范圍，從而驗證下垂控制策略的穩(wěn)定性與有效正確性。在MATLAB平臺上搭建以以ISOS移相全橋直流變換器為核心的仿真模型，并采用下垂線性控制策略來進(jìn)行仿真，驗證其控制策略的有效正確性;當(dāng)系統(tǒng)各模塊器件參數(shù)