基于系统功率平衡的电力电子变压器中双有源桥二次侧母线电压波动抑制策略

摘要：

双有源桥(dual-active-bridge,DAB)DC-DC变换器作为电力电子变压器(power electronic transformer,PET)的核心组成部件,其控制性能直接影响PET的运行稳定性和可靠性.目前,一般采用单移相(single phase shift,SPS)方法对其有功功率进行双向调节,同时使二次侧直流母线电压保持稳定.而DAB二次侧直流母线电压的稳定性除了受输出级功率波动的影响外,还与一次侧直流母线电压扰动有关?本文同时考虑这2个影响因素,以三级式PET为例提出了一种基于系统功率平衡的控制策略?根据DAB的有功功率计算公式引入移相比因子,利用PI控制器实时调整移相比因子的大小,实现了对DAB二次侧直流母线电压的控制;将一次侧直流母线电压加入前向控制通道,使其与被控对象中的相同因子抵消,从而抑制了一次侧直流母线电压扰动的影响;考虑滤波电感的瞬时能量波动,计算出输出级逆变器的瞬时有功功率,并将其作为前馈扰动项加入到控制环路中,能有效衰减输出级功率变化引起的二次侧直流母线电压波动.最后,在一台380 V/15 kW的实验室样机上通过仿真和实验,对所提控制策略的稳态和动态响应性能进行了验证,证明了其有效性,同时,该方法还可推广到高压大容量PET应用中.

关键词：双有源桥、电力电子变压器、功率平衡、直流母线电压

所属期刊栏目：44

分类号：TM721(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：国家重点研发计划2017YFB0903200

在线出版日期：2020-08-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2971-2978