面向直流楼宇供电技术的双输入直流变换器-研究

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1、湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据

2、库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据摘要随着传统能源的日益枯竭和环境的恶化，分布式发电技术是缓解能源危机和改善环境污染的有效方案。直流微网整合各类有直流总线的分布式电源形成直流分布式网络，它能有效改善分布式电力供应的可靠性和可控性，降低对电力系统的冲击。尤其在有直流电源情况下，如光伏发电系统和能源储存系统。当直流负荷在总负荷中占有很大的比例情况时，如电信数据中心、航空航天系统、楼宇、电动车辆等，直流微网可以获得更高的效益。在这些

3、场合，直流微网可以大幅提高可再生能源利用率。在直流楼宇的分布式能源供电系统中，多输入直流变换器起着将多种分布式电源接入、转换及协调能量管理的作用。本文针对传统Buck-Boost变换器的输入/输出电压反极性问题，且利于多种分布式电源在直流楼宇中的联合供电，提出一种新型单电感双输入Buck-Boost变换器。以双输入为例分析该变换器的工作模态、推导其输入/输出特性和功率均衡能力，提出电压、电流双闭环控制策略，实现直流楼宇中的风光混合供电。通过电路结构拓扑推演，得到n路输入新型单电感Buck-Boost变换器。该变换器具有电路拓扑简洁、可

4、实现升/降压、输入/输出电压同极性、各种分布式输入源可单独或同时向负载供电等优点。利用MATLAB仿真平台验证了双输入Buck-Boost变换器理论分析及控制策略的正确性。最后通过一个240W的原理样机，验证了变换器的工作原理及控制策略设计方法的有效性。多输入反激DC/DC变换器以电路结构简单，成本少，开关应力低等优点在直流微网中分布式电源联合供电小功率应用场合中具有很好的应用前景。但随着输入源的增加，控制自由度更加灵活，相应的开关损耗和开关应力也增大。将有源钳位软开关技术应用到多输入反激变换器中，实现了各个开关管的零电压开通和关断，

5、减小了开关应力和损耗，输入源既可单独也可同时向负载供电。本文以双输入反激变换器为例详细分析了软开关工作过程，推导了软开关电路主要参数，基于Pspice实验结果验证了理论分析的正确性。关键词：直流楼宇；分布式电源；多输入直流变换器；可再生能源；有源钳位；谐振电路I万方数据AbstractAsthetraditionalenergyexhaustingandenvironmentaldeterioration,thedistributedpowergenerationtechnologyistoalleviatetheenergycris

6、isandeffectivesolutionstoimprovetheenvironmentalpollution.TheDCmicro-gridintegratesvarioustypesofdistributedpowersourceswiththeDCbusbythemeansoftheDCdistributednetwork.Itcaneffectivelyimprovethereliabilityandcontrollabilityofdistributedpowersupply,andreducetheimpacttoth

7、eutilitypower.Especially,onoccasionsoftheDCsource,suchasphotovoltaic(PV)systemsandenergystoragesystems,andonotheroccasionswhenDCloadsaccountforarelativelylargerpercentageamongalltheloads,suchasatthetelecommunicationsdatacenters,intheaerospacesystems,thecommercialbuildin

8、gs,andtheelectricvehicles,DCmicro-gridcanharvesthigherefficiency.Intheseoccasions,DCmicro-gridcangreatlyimprov