寬電壓增益CLLLC諧振變換器的改進(jìn)型電流解析方法

顏湘武， 曹先強(qiáng)， 郭晨陽

(河北省分布式儲(chǔ)能與微網(wǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué))，河北 保定 071003)

0 引 言

為了解決新能源發(fā)電的波動(dòng)性和不可預(yù)測(cè)性,避免新能源大規(guī)模并網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成不利影響,通常為新能源發(fā)電設(shè)施配備一定量的儲(chǔ)能裝置[1]。儲(chǔ)能變流器PCS(power conversion system)作為連接新能源發(fā)電設(shè)備與儲(chǔ)能設(shè)備的核心組成部分,要求具有能量雙向傳輸、寬升降壓比、高功率密度等特點(diǎn),而傳統(tǒng)雙向DC-DC變換器,如雙向推挽變換器、雙向Buck/Boost變換器、雙向Sepic變換器等都運(yùn)行在硬開關(guān)狀態(tài),損耗較高,難以滿足儲(chǔ)能變流器的要求[2]。于是,具有優(yōu)異軟開關(guān)性能的諧振類變流器受到了廣泛的關(guān)注[3]。全橋CLLLC諧振變換器因其具有高效率、高功率密度、寬電壓增益等優(yōu)異特性,在儲(chǔ)能變流領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用發(fā)展?jié)摿4]。

CLLLC諧振變換器的效率提升是其面向大規(guī)模應(yīng)用的重要環(huán)節(jié),改變控制方式、優(yōu)化參數(shù)、改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等途徑均可提升諧振變換器的效率[5-7],但CLLLC諧振變換器的效率提升與參數(shù)優(yōu)化必須對(duì)元件隨電流變化的損耗特性進(jìn)行量化評(píng)估,因此對(duì)諧振電流的精確解析解就顯得尤為重要。在常規(guī)仿真情況下對(duì)元件的損耗計(jì)算耗費(fèi)時(shí)間較長,且其損耗大小與元件參數(shù)的關(guān)系不夠明確,不利于對(duì)變換器的元件參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。而結(jié)合元件的損耗模型,并在利用電流解析式的基礎(chǔ)上對(duì)變換器的損耗進(jìn)行計(jì)算則可以快速地得出變換器的具體損耗以及損耗與元件參數(shù)的關(guān)系,方便對(duì)變換器的各個(gè)元件進(jìn)行選型和參數(shù)選取[8]。……