基于容性能量转移原理的高压大容量DC/DC变换器

作     者：李彬彬 张书鑫 赵晓东 杨杰 徐殿国 LI Binbin;ZHANG Shuxin;ZHAO Xiaodong;YANG Jie;XU Dianguo

作者机构：哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001 先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司)北京市昌平区102209 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2021年第41卷第3期

页      面：1103-1113页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51807033) 

主　　题：高压直流输电 直流电网 直流变压器 DC/DC变换器 容性能量转移 

摘      要：随着基于电压源型换流器的柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)技术的快速发展,十几年间世界范围内已建成数十个各种不同电压等级的VSC-HVDC工程。根据交流电网的发展历史,未来构建大规模直流电网是必然趋势。然而直流电网必须采用DC/DC变换器来充当直流变压器的角色,因此高效率、低成本的高压大容量DC/DC变换器是直流电网技术中亟待攻克的关键基础性课题。该文针对不同电压等级直流输电线路互联的技术需求,对经典低压DC/DC拓扑进行改造,推演出一系列基于容性能量转移原理的高压大容量DC/DC变换器拓扑,并揭示此类拓扑的演化规律和换流原理。相比传统变换器方案,该拓扑可降低器件数量,提升拓扑转换效率以及减小变换器体积重量。最后,通过仿真和实验验证基于容性能量转移原理的DC/DC变换器的可行性。