适用于风电场直流汇集系统的Boost全桥升压隔离变换器组合型DC/DC变换器可靠性评估方法

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作者 白雪岩 樊艳芳 +3 位作者 卢俊龙 侯俊杰 王一波 刘君怡 《电网技术》 北大核心 2025年第7期2928-2937,I0076-I0078,共13页

风电全直流发电系统可有效克服传统交流风电系统谐波谐振、无功传输等问题,发展前景广阔。DC/DC变换器作为风电全直流发电系统的关键设备,其可靠性对整个系统的安全稳定运行至关重要。该文首先分析风电场直流汇集系统及其关键设备;其次... 风电全直流发电系统可有效克服传统交流风电系统谐波谐振、无功传输等问题,发展前景广阔。DC/DC变换器作为风电全直流发电系统的关键设备,其可靠性对整个系统的安全稳定运行至关重要。该文首先分析风电场直流汇集系统及其关键设备;其次在分析Boost全桥升压隔离变换器组合型DC/DC变换器拓扑结构及运行工况的基础上,构建其功率开关模块的电热耦合模型,以分析其功率损耗和结温变化情况;最后结合关键模块的寿命预测模型和疲劳损伤累积模型计算其故障率,利用改进可靠性框图法评估DC/DC变换器的可靠性。该方法有助于减少设备可靠性的评估误差,可为新型电力系统的构建与发展提供数据支撑。 展开更多

关键词 风电全直流发电系统 boost全桥升压隔离变换器组合型DC/DC变换器 电热耦合模型 改进可靠性框图法 功率开关模块

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全桥Boost型多输入直流变换器 被引量：14

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作者 陈道炼 陈亦文 徐志望 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第27期42-48,共7页

提出全桥Boost型多输入直流变换器电路拓扑及主从式功率分配和电压电流瞬时值反馈移相控制策略,并对该变换器的电路拓扑、控制策略、稳态原理特性、关键电路参数设计准则等进行深入地分析研究。全桥Boost型多输入直流变换器,是通过高频... 提出全桥Boost型多输入直流变换器电路拓扑及主从式功率分配和电压电流瞬时值反馈移相控制策略,并对该变换器的电路拓扑、控制策略、稳态原理特性、关键电路参数设计准则等进行深入地分析研究。全桥Boost型多输入直流变换器,是通过高频变压器磁通叠加法将多个全桥Boost型单输入直流变换器在输出端进行电流叠加;主从式功率分配策略,是指n?1路输入源功率固定和1路输入源补充负载所需的不足功率。理论分析和仿真结果表明,该变换器具有电路拓扑简洁、多路输入源可同时或分时供电、功率密度高、输出电压稳定等优点,为实现太阳能、风能、氢能等多种可再生能源联合供电奠定了关键技术基础。原理试验证实了所提出电路拓扑和控制策略的正确性与可行性。 展开更多

关键词 boost型直流变换器 全桥 多输入 移相控制 主从式功率分配

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燃料电池电动车用隔离Boost全桥变换器的研究 被引量：6

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作者 姜雪松 温旭辉 许海平 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期64-69,共6页

针对燃料电池电动车辅助能源系统低压大功率、大升压比的特点,分析了几种隔离变换器方案,这几种方案均难以做到大功率应用。为此,提出了采用隔离Boost全桥变换器拓扑方案可有效地解决上述技术难点。文中介绍了该方案的原理,详细分析了... 针对燃料电池电动车辅助能源系统低压大功率、大升压比的特点,分析了几种隔离变换器方案,这几种方案均难以做到大功率应用。为此,提出了采用隔离Boost全桥变换器拓扑方案可有效地解决上述技术难点。文中介绍了该方案的原理,详细分析了控制系统,给出了数字化控制的实现方法和主电路关键参数的设计。为了验证上述方案的正确性,设计了5 kW,24 V输入300 V输出的隔离Boost全桥变换器。实验结果表明,系统具有良好的动态和静态性能,能有效地应用于电动汽车等领域。 展开更多

关键词 燃料电池 电动汽车 全桥变换器 直流-直流变换嚣 隔离boost变换器 数字控制

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二次侧加钳位开关管的ZCS PWM Boost型DC/DC全桥变换器 被引量：3

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作者 周林泉 阮新波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期81-85,共5页

提出了一种二次侧加钳位开关管的移相控制零电流开关(ZCS)PWMBoost型DC/DC全桥变换器。该变换器在二次侧加二只用作钳位的辅助开关管,利用恒定的输出电压,通过变压器对一次侧的开关管进行钳位,减小了开关管的电压应力,所有开关管均实现... 提出了一种二次侧加钳位开关管的移相控制零电流开关(ZCS)PWMBoost型DC/DC全桥变换器。该变换器在二次侧加二只用作钳位的辅助开关管,利用恒定的输出电压,通过变压器对一次侧的开关管进行钳位,减小了开关管的电压应力,所有开关管均实现ZCS。本文对该变换器的工作原理进行了详细分析,给出了参数设计的原则。在实验室完成了一台1200W原理样机,实验结果证实了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 脉宽调制 Buck型全桥变换器 boost型全桥变换器 零电流开关

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应用于新能源发电的有源钳位隔离型Boost变换器 被引量：1

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作者 王爱玲 《可再生能源》 CAS 北大核心 2015年第3期375-380,共6页

传统的隔离型Boost变换器需要使用两个及以上的磁性元件,造成磁性元件数量偏多。文章提出了一种新型有源钳位隔离型Boost变换器,该变换器将变压器、输入电感和谐振电感集成在一个磁性元件中,变换器的开关管数量及增益特性与传统的隔离... 传统的隔离型Boost变换器需要使用两个及以上的磁性元件,造成磁性元件数量偏多。文章提出了一种新型有源钳位隔离型Boost变换器,该变换器将变压器、输入电感和谐振电感集成在一个磁性元件中,变换器的开关管数量及增益特性与传统的隔离型全桥Boost变换器相同。通过设置原边有源钳位电路,变换器中所有开关管的电压应力不超过变换器的最高输入电压;设置副边谐振倍压网络,变换器实现了整流二极管的零电流关断。最后在一台500 W的样机进行试验,试验结果验证了该变换器的可行性。 展开更多

关键词 新能源发电 隔离型boost变换器 有源钳位 磁性元件

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一种基于子模块混合型模块化多电平换流器的高压大功率DC/DC变换器 被引量：39

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作者 索之闻 李庚银 +1 位作者 迟永宁 王伟胜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期3577-3585,共9页

针对构建未来多电压等级多端直流电网的技术需求,提出一种基于子模块混合型模块化多电平换流器的高压大功率DC/DC变换器,并建立了相应数学模型。该拓扑主要由半桥子模块和一种新型的、具有故障电流阻断能力的T型全桥子模块构成,进一步... 针对构建未来多电压等级多端直流电网的技术需求,提出一种基于子模块混合型模块化多电平换流器的高压大功率DC/DC变换器,并建立了相应数学模型。该拓扑主要由半桥子模块和一种新型的、具有故障电流阻断能力的T型全桥子模块构成,进一步提高了经济性。在此基础上,设计了高压大功率DC/DC变换器的调制策略和电容电压平衡策略,利用T型全桥子模块负电平输出实现直流电压下降时变换器的正常工作,保证多电压等级互联直流系统的降压稳定运行。然后分析了高压大功率DC/DC变换器的直流故障隔离原理。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建了含高压大功率DC/DC变换器的直流试验系统仿真模型,通过稳态和暂态仿真分析,结果表明该变换器能够实现降压运行并具有直流故障隔离能力,在未来多电压等级多端直流电网中具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 能源互联网 直流电网 高压大功率DC/DC变换器 T型全桥子模块 子模块混合型模块化多电平换流器 降压运行 直流故障隔离

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直流汇集型风电系统阻抗建模与小干扰稳定性分析

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作者 李小龙 樊艳芳 +2 位作者 侯俊杰 卢俊龙 玄东旭 《高电压技术》 北大核心 2025年第4期1632-1644,I0011-I0015,共18页

与交流汇集型风电系统相比,直流汇集方式通过高变比大容量直流变换器对直流输出型风电机组进行升压汇集,可减小系统损耗并促进远距离直流输电。该系统中电力电子装备数量较多,亟需开展阻抗建模及振荡特性分析。为此,首先提出输入并联输... 与交流汇集型风电系统相比,直流汇集方式通过高变比大容量直流变换器对直流输出型风电机组进行升压汇集,可减小系统损耗并促进远距离直流输电。该系统中电力电子装备数量较多,亟需开展阻抗建模及振荡特性分析。为此,首先提出输入并联输出串联型Boost全桥隔离变换器二端口阻抗模型,在此基础上建立串并联汇集拓扑的风电场送出端口阻抗模型,并采用多谐波线性化法建立模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)直流侧输入阻抗模型。根据小信号模型的频率特性对直流汇集型风电系统进行小干扰稳定性分析。最后,在MATLAB/Simulink中搭建系统时域仿真模型,验证了所建立阻抗模型及系统稳定性分析结论的正确性。 展开更多

关键词 直流汇集 风电 boost全桥隔离变换器 模块化多电平变换器 阻抗建模 小干扰稳定性

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船舶中压电力模拟试验系统AC/DC变换器仿真研究 被引量：2

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作者 夏鲲 张硕 +1 位作者 袁印 张平 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1191-1196,共6页

为在实验室环境下实现40 k W容量的船舶中压电力模拟试验系统,需要将380 V发电机组输出的交流电经电力变换得到稳定的4 k V直流输出。系统采用两级变换,前级AC/DC变换采用无桥boost型PFC(Power Factor Correction)电路,后级DC/DC变换采... 为在实验室环境下实现40 k W容量的船舶中压电力模拟试验系统,需要将380 V发电机组输出的交流电经电力变换得到稳定的4 k V直流输出。系统采用两级变换,前级AC/DC变换采用无桥boost型PFC(Power Factor Correction)电路,后级DC/DC变换采用四路全桥PWM(Pulse Width Modulation)变换器级联进行升压,其中一路为移相全桥完成调压控制输出,三路为普通全桥得到固定电压输出。在MATLAB/Simulink环境下对该AC/DC变换器系统进行了系统建模,仿真结果表明,该方案能输出稳定的4 k V电压,效率94.8%,纹波2.08%。 展开更多

关键词 AC/DC变换器 无桥boost型PFC电路 移相全桥变换器 级联变换器

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一种双输入高增益DC-DC变换器 被引量：9

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作者 林国庆 张宙 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期103-114,共12页

针对光伏发电系统输出电压低、供电稳定性差等问题,提出一种非隔离双输入高增益直流升压变换器,该变换器在2个BOOST变换器的基础上引入了开关电容电路,实现了高电压增益,且两输入源可以单独或同时向负载供电。分析该变换器的电路结构和... 针对光伏发电系统输出电压低、供电稳定性差等问题,提出一种非隔离双输入高增益直流升压变换器,该变换器在2个BOOST变换器的基础上引入了开关电容电路,实现了高电压增益,且两输入源可以单独或同时向负载供电。分析该变换器的电路结构和工作原理,推导出了3种供电模式下变换器的电压增益表达式以及主要开关器件电压应力,给出了两路同时供电时输入电流之间的关系。最后,搭建了一台100W的实验样机,实验验证了该变换器具有电压增益高、开关器件电压应力低、控制简单、可以灵活供电等优点。 展开更多

关键词 光伏发电 非隔离 boost型直流变换器 高增益 双输入

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三相隔离型AC-DC-DC电源自适应线性自抗扰控制方法及纹波抑制补偿策略 被引量：14

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作者 孟建辉 吴小龙 +3 位作者 张自力 叶泰然 于竞森 顾立康 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第14期3898-3908,共11页

三相隔离型AC-DC-DC电源因其具有功率密度大、电气隔离等优点,在工业上应用广泛。但在一些负荷频繁投切的特殊应用场景下,如电泳、电镀等,基于传统PI控制的电源存在输出电压响应速度慢及纹波大的问题。为了提升电源的输出电压响应速度,... 三相隔离型AC-DC-DC电源因其具有功率密度大、电气隔离等优点,在工业上应用广泛。但在一些负荷频繁投切的特殊应用场景下,如电泳、电镀等,基于传统PI控制的电源存在输出电压响应速度慢及纹波大的问题。为了提升电源的输出电压响应速度,该文在分析线性自抗扰控制中关键带宽参数与输出量之间关系的基础上,提出一种控制器带宽参数自适应调节的线性自抗扰控制(A-LADRC)方法以实现输出电压在负荷突变下的快速调节。而针对系统前级不控整流环节中电压六脉动分量对后级系统带来的输出电压纹波增大问题,设计一种根据系统输出电压反馈值,自适应调整变换器占空比补偿量的控制策略,以实现减小电压纹波的目的。最后通过一台400 V/50 A的实验样机对所提方法进行了验证,结果表明所提方法能够有效提升系统输出电压响应速度并减小电压纹波,具有较好的实际工程应用价值. 展开更多

关键词 三相隔离型电源 移相全桥变换器 线性自抗扰控制 电压纹波 占空比补偿

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固体氧化物燃料电池发电系统模型建立及逆变器仿真研究 被引量：8

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作者 魏立明 吕雪莹 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2016年第24期37-43,共7页

以固体氧化物燃料电池发电系统为研究对象,以释放变换器上电感能量,减少电容充电时间为目的,提出了在DC/DC变换器中增加一个反激式绕组。该反激式绕组的输出端、接地端分别与DC/DC变换器的输出端、输出接地端相连,构成输出回路,以释放... 以固体氧化物燃料电池发电系统为研究对象,以释放变换器上电感能量,减少电容充电时间为目的,提出了在DC/DC变换器中增加一个反激式绕组。该反激式绕组的输出端、接地端分别与DC/DC变换器的输出端、输出接地端相连,构成输出回路,以释放输入电感启动时多余能量,保证输出直流母线电压的稳定性。逆变器输出电压控制采用模糊PID控制策略,可在固体氧化物燃料电池输出电压不稳定时,通过监测该系统的输出电压和给定电压差值,在线调整K_P、K_d、K_i控制输出量。该控制策略与传统PID控制策略进行了比较,比较结果证明其性能优于传统PID控制策略。采用Matlab软件搭建系统模型,固体氧化物燃料电池发电系统的仿真研究验证了以上的理论分析。 展开更多

关键词 燃料电池 隔离型全桥变换器 DC/AC逆变器 滤波器 MATLAB仿真

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光伏电站直流汇集接入系统的建模分析 被引量：9

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作者 戴志辉 朱惠君 +2 位作者 严思齐 苏怀波 贾科 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期99-106,共8页

与传统的光伏交流接入系统相比,光伏直流汇集接入系统具有控制方式简单、系统损耗较小、光伏利用率高的特点。以某市一光伏直流汇集接入系统为例,给出光伏直流汇集接入系统的拓扑结构;构建光伏电池、多模块Boost全桥隔离变流器(BFBIC)... 与传统的光伏交流接入系统相比,光伏直流汇集接入系统具有控制方式简单、系统损耗较小、光伏利用率高的特点。以某市一光伏直流汇集接入系统为例,给出光伏直流汇集接入系统的拓扑结构;构建光伏电池、多模块Boost全桥隔离变流器(BFBIC)及箝位双子模块型模块化多电平变流器(CDSM-MMC)的PSCAD模型。提出光伏变流站的2种控制策略,通过仿真对比分析2种控制策略的抗光照干扰能力及光伏发电电能输送能力,并给出控制策略的使用建议。 展开更多

关键词 光伏发电 直流汇集接入 boost全桥隔离变流器 箝位双子模块型模块化多电平变流器 建模

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固体氧化物燃料电池发电系统逆变器研究

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作者 魏立明 吕雪莹 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1602-1604,共3页

将燃料电池电堆输出的40 V直流低压电首先经过前级DC/DC变换器升压为400 V的高压直流电,后经全桥逆变器转换为220 V/50 Hz的交流电,分别对DC/DC变换器和全桥逆变器进行仿真分析,为燃料电池的应用研究提供了理论参考及借鉴。

关键词 燃料电池 隔离型全桥变换器 DC/AC逆变器 滤波器 MATLAB仿真

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