用于独立光伏发电系统的llc集成型三端口直流变换器研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目用于独立光伏发电系统的LLC集成型三端口直流变换器研究作者姓名申彦峰学科专业电力电子与电力传动指导教师孙孝峰教授2015年5月中图分类号：TM461学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文用于独立光伏发电系统的LLC集成型三端口直流变换器研究硕士研究生：申彦峰导师：孙孝峰教授申请学位：工学硕士学科专业：电力电子与电力传动所在单位：电气工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinPowerElectronicsandPow

2、erDrivesRESEARCHONANLLCINTEGRATEDTHREE-PORTDC-DCCONVERTERFORASTAND-ALONEPVPOWERSYSTEMbyShenYanfengSupervisor:Prof.SunXiaofengYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《用于独立光伏发电系统的LLC集成型三端口直流变换器研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过

3、的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《用于独立光伏发电系统的LLC集成型三端口直流变换器研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可

4、以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要可再生能源系统是解决环境问题和能源危机有效的途径，其在世界范围内得到了广泛的研究。独立光伏发电系统作为一种典型的可再生能源系统，广泛应用在卫星和微电网等场合。通过让交错并联Boost电路和全桥LLC谐振变换器共用全桥开关单元，本文针对独立光伏发电系统的应用场合，提出了一种LLC集成型三端口变换器。该变换器可以同时连接光伏电池板、储能蓄电池和负载单元，具有功率开关数量少、成本低和任

5、意两个端口间单级功率变换等特点。在PWM+PFM混合调制策略下，该三端口变换器可以实现光伏到负载的宽直流增益范围、小输入电流纹波和灵活的端口间功率流控制。在宽端口电压和端口功率范围内，所有功率开关管均可以实现ZVS软开关。同时，所有副边整流二极管均可实现ZCS软开关，且不存在反向恢复等问题。这对于减小开关损耗、开关管电压应力和系统电磁干扰等均具有重要的作用。该文首先给出了拓扑的合成过程、端口间功率流分析和具体工作过程分析。根据不同的谐振状态，变换器工作分为了两种不同的工作模式。然后，论文对变换器的增益、输入电流纹波和ZVS软开关等主要特性进行

6、了详细的分析与比较。之后建立了该三端口变换器主要器件的损耗模型，给出了变换器的参数设计与优化流程。针对独立光伏发电系统的多目标控制等特点，设计了一种可以同时实现输出电压控制、光伏最大功率追踪控制(MaximumPowerPointTracking,MPPT)和蓄电池充放电管理的多环控制策略。最后，搭建了LLC集成型三端口变换器的仿真平台和实验样机，仿真和实验结果验证了变换器与系统在工作原理、工作特性和系统控制等方面分析的正确性与优越性。关键词：独立光伏发电系统；三端口变换器；PWM+PFM混合调制；LLC；交错并联Boost-I-Abstra

7、ctAbstractRenewableenergysystems(RESs)havebeenattractingmuchresearchinterestworldwideforitspotentialroleinsolvingtheincreasinglyseriousenvironmentalproblemandenergycrisis.AsatypicalRES,thestand-alonephotovoltaicpowersystemiswidelyappliedtosatellites,microgrids,etc.Apulsewid

8、thmodulation(PWM)andpulsefrequencymodulation(PFM)hybridmodulatedthree-portconverte