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超级电容储能的高性能集成三端口变换器设计及仿真模拟
被引量：
2
1
作者
王喜亮
崔文峰
+3 位作者
童克锋
陈雪龙
乔志军
阮殿波
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期1095-1102,共8页
作为当今主要的电化学储能元件之一,超级电容因其功率密度高、工作条件限制少等优点具有广阔的发展前景。为了更好地发挥超级电容的优越特性、降低系统的成本,本工作提出一种适用于超级电容储能的集成三端口变换器。超级电容储能端口通...
作为当今主要的电化学储能元件之一,超级电容因其功率密度高、工作条件限制少等优点具有广阔的发展前景。为了更好地发挥超级电容的优越特性、降低系统的成本,本工作提出一种适用于超级电容储能的集成三端口变换器。超级电容储能端口通过双向Cuk变换器与输入端口连接,既能满足超级电容宽电压工作特性带来的升降压要求,还能获得连续、纹波小的端口电流。另一方面,超级电容和输入端口均通过boost-半桥变换器与输出端口连接,并与双向Cuk变换器实现深度的元件复用,因此所需元件少、成本低。根据输入端口和输出端口之间的功率关系,所提出的集成三端口变换器共有四种不同的工作模态。在不同模态下,变换器的工作原理基本相似,仅端口电流的大小和方向将发生改变,具有良好的一致性。本文以输入端口同时向超级电容储能端口和输出端口传递能量的模态为例,详细分析了变换器的工作原理,并进一步推导出了三个端口之间的电压增益、元件的电压电流应力。最后,通过搭建仿真模型,验证了变换器工作在四种模态下的有效性。本研究有助于推动集成三端口变换器在超级电容储能系统中的应用,继而助力超级电容储能的进一步推广应用。
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关键词
超级电容
集成三端口变换器
双向Cuk
变换器
boost-半桥
变换器
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职称材料
基于双有源桥的三端口变换器回流功率优化控制
被引量：
2
2
作者
史永胜
李雷
+2 位作者
丁恩松
余强
马铭远
《陕西科技大学学报》
CAS
2020年第1期142-148,共7页
为了实现对负载连续稳定的供电,采用新能源发电与储能相结合的能源结构业已成为电力系统的主流热点技术.本文针对该储能中交错并联双向Buck-Boost与双有源桥构成的集成三端口变换器运行控制中所存在的功率回流问题,详细分析回流功率的...
为了实现对负载连续稳定的供电,采用新能源发电与储能相结合的能源结构业已成为电力系统的主流热点技术.本文针对该储能中交错并联双向Buck-Boost与双有源桥构成的集成三端口变换器运行控制中所存在的功率回流问题,详细分析回流功率的产生机理,建立了该集成三端口变换器的传输功率与回流功率数学模型.研究了回流功率与传输功率的耦合关系,提出基于单闭环的集成三端口变换器最小回流功率控制的优化控制策略.采用PSIM进行仿真,对比分析了集成三端口变换器的回流功率的变化,验证了通过简单的调制策略即可实现稳定的输出.
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关键词
集成三端口变换器
回流功率
PWM加双重移相控制
优化控制
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职称材料
基于SAPSO算法的集成型三端口变换器回流功率优化
被引量：
2
3
作者
董晨名
高圣伟
+2 位作者
查茜
刘赫
土洁玉
《天津工业大学学报》
CAS
北大核心
2023年第3期64-72,共9页
占空比加双重移相控制下的交错并联Buck-Boost和双有源全桥集成的三端口变换器功率密度高、工作方式灵活、应用广泛,但是由于控制方式较为复杂,回流功率高也成为其发展的瓶颈。针对该集成型三端口变换器工作过程中存在的功率回流问题,...
占空比加双重移相控制下的交错并联Buck-Boost和双有源全桥集成的三端口变换器功率密度高、工作方式灵活、应用广泛,但是由于控制方式较为复杂,回流功率高也成为其发展的瓶颈。针对该集成型三端口变换器工作过程中存在的功率回流问题,分析了回流功率产生原理,建立了此变换器传输功率与回流功率数学模型,得到了回流功率与占空比和移相占空比的关系方程;基于此方程,采用模拟退火粒子群算法对占空比与移相角进行优化。通过运行工况为输入电压100 V、输出电压48 V、开关频率20 kHz的仿真与实验结果表明:所提方法可以实现减小回流功率的目标回流功率减少近13%,与模拟退火算法相比,该方法使集成型三端口变换器的回流功率明显降低。
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关键词
集成
型
三
端口
变换器
模拟退火算法(SA)
模拟退火粒子群算法(SAPSO)
占空比加双重移相控制
回流功率
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职称材料
题名
超级电容储能的高性能集成三端口变换器设计及仿真模拟
被引量：
2
1
作者
王喜亮
崔文峰
童克锋
陈雪龙
乔志军
阮殿波
机构
宁波市江北九方和荣电气有限公司
宁波中车新能源科技有限公司
宁波大学
出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期1095-1102,共8页
文摘
作为当今主要的电化学储能元件之一,超级电容因其功率密度高、工作条件限制少等优点具有广阔的发展前景。为了更好地发挥超级电容的优越特性、降低系统的成本,本工作提出一种适用于超级电容储能的集成三端口变换器。超级电容储能端口通过双向Cuk变换器与输入端口连接,既能满足超级电容宽电压工作特性带来的升降压要求,还能获得连续、纹波小的端口电流。另一方面,超级电容和输入端口均通过boost-半桥变换器与输出端口连接,并与双向Cuk变换器实现深度的元件复用,因此所需元件少、成本低。根据输入端口和输出端口之间的功率关系,所提出的集成三端口变换器共有四种不同的工作模态。在不同模态下,变换器的工作原理基本相似,仅端口电流的大小和方向将发生改变,具有良好的一致性。本文以输入端口同时向超级电容储能端口和输出端口传递能量的模态为例,详细分析了变换器的工作原理,并进一步推导出了三个端口之间的电压增益、元件的电压电流应力。最后,通过搭建仿真模型,验证了变换器工作在四种模态下的有效性。本研究有助于推动集成三端口变换器在超级电容储能系统中的应用,继而助力超级电容储能的进一步推广应用。
关键词
超级电容
集成三端口变换器
双向Cuk
变换器
boost-半桥
变换器
Keywords
supercapacitor
integrated three-port converter
bidirectional Cuk converter
boost-halfbridge converter
分类号
TM46 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
基于双有源桥的三端口变换器回流功率优化控制
被引量：
2
2
作者
史永胜
李雷
丁恩松
余强
马铭远
机构
陕西科技大学电气与控制工程学院
江苏润寅石墨烯科技有限公司
出处
《陕西科技大学学报》
CAS
2020年第1期142-148,共7页
基金
国家自然科学基金项目(61871259)
文摘
为了实现对负载连续稳定的供电,采用新能源发电与储能相结合的能源结构业已成为电力系统的主流热点技术.本文针对该储能中交错并联双向Buck-Boost与双有源桥构成的集成三端口变换器运行控制中所存在的功率回流问题,详细分析回流功率的产生机理,建立了该集成三端口变换器的传输功率与回流功率数学模型.研究了回流功率与传输功率的耦合关系,提出基于单闭环的集成三端口变换器最小回流功率控制的优化控制策略.采用PSIM进行仿真,对比分析了集成三端口变换器的回流功率的变化,验证了通过简单的调制策略即可实现稳定的输出.
关键词
集成三端口变换器
回流功率
PWM加双重移相控制
优化控制
Keywords
integrated three-port converter
reflux power
PWM plus dual phase shift control
optimal control
分类号
TM46 [电气工程—电器]
在线阅读
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职称材料
题名
基于SAPSO算法的集成型三端口变换器回流功率优化
被引量：
2
3
作者
董晨名
高圣伟
查茜
刘赫
土洁玉
机构
天津金沃能源科技股份有限公司
天津工业大学电气工程学院
出处
《天津工业大学学报》
CAS
北大核心
2023年第3期64-72,共9页
基金
国家自然科学基金青年基金项目(51807139)
天津市科技计划项目(20YDTPJC01520)。
文摘
占空比加双重移相控制下的交错并联Buck-Boost和双有源全桥集成的三端口变换器功率密度高、工作方式灵活、应用广泛,但是由于控制方式较为复杂,回流功率高也成为其发展的瓶颈。针对该集成型三端口变换器工作过程中存在的功率回流问题,分析了回流功率产生原理,建立了此变换器传输功率与回流功率数学模型,得到了回流功率与占空比和移相占空比的关系方程;基于此方程,采用模拟退火粒子群算法对占空比与移相角进行优化。通过运行工况为输入电压100 V、输出电压48 V、开关频率20 kHz的仿真与实验结果表明:所提方法可以实现减小回流功率的目标回流功率减少近13%,与模拟退火算法相比,该方法使集成型三端口变换器的回流功率明显降低。
关键词
集成
型
三
端口
变换器
模拟退火算法(SA)
模拟退火粒子群算法(SAPSO)
占空比加双重移相控制
回流功率
Keywords
integrated three-port converter
simulated annealing algorithm(SA)
simulated annealing particle swarm algorithm(SAPSO)
duty cycle plus dual phase shift control
reflux power
分类号
TM46 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
超级电容储能的高性能集成三端口变换器设计及仿真模拟
王喜亮
崔文峰
童克锋
陈雪龙
乔志军
阮殿波
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于双有源桥的三端口变换器回流功率优化控制
史永胜
李雷
丁恩松
余强
马铭远
《陕西科技大学学报》
CAS
2020
2
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下载PDF
职称材料
3
基于SAPSO算法的集成型三端口变换器回流功率优化
董晨名
高圣伟
查茜
刘赫
土洁玉
《天津工业大学学报》
CAS
北大核心
2023
2
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职称材料
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