團隊介紹

天津大學(xué)電氣自動化與信息工程學(xué)院王議鋒老師課題組

王議鋒，博士，副教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為先進電力電子技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用。參與項目為國家重點研發(fā)計劃項目“中低壓直流配用電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”，用電部分負責(zé)人；國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）“光伏微電網(wǎng)核心設(shè)備與控制系統(tǒng)研制及示范應(yīng)用”，子課題負責(zé)人；國家自然科學(xué)基金面上基金項目，分布式儲能用高頻高增益多諧振雙向直流變換器及其運行控制，項目負責(zé)人；國家自然科學(xué)基金青年基金項目“針對直流微電網(wǎng)的分布式直流DVR 系統(tǒng)研究”，項目負責(zé)人；中國工程院戰(zhàn)略咨詢項目，天津市新能源并網(wǎng)發(fā)電及直流配用電裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略，項目聯(lián)系人及子課題3負責(zé)人。

陳夢穎，博士研究生，研究方向為諧振型軟開關(guān)直流變換器及其控制技術(shù)。參與項目為國家重點研發(fā)計劃“中低壓直流配用電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”；國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863）“光伏微電網(wǎng)核心設(shè)備與控制系統(tǒng)研制及示范應(yīng)用”；國家自然科學(xué)基金“分布式儲能用高頻高增益多諧振雙向直流變換器及其運行控制”。

研究背景

小型風(fēng)力發(fā)電是新能源發(fā)電的重要形式，具有能源可再生、清潔無污染的優(yōu)點。根據(jù)并網(wǎng)形式，小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)型。離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可將獲得的能量經(jīng)電力電子裝置直接供給負載或儲能單元，結(jié)構(gòu)簡單、供電可靠性強，但其供電形式單一，不具廣泛適用性；相較之下，并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能夠?qū)⒉东@的能量經(jīng)電力電子變換裝置輸送入電網(wǎng)，供多種形式負載使用，有效地拓寬了應(yīng)用范圍。

典型的小型并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由整流器、直流變換器和逆變器組成。但大部分風(fēng)場具有風(fēng)速小、風(fēng)速波動大、系統(tǒng)收集能量較少的特點，使得前級整流器輸出電壓難以滿足后級逆變器并網(wǎng)要求。因此，研究具有較高升壓能力的中間級直流變換器具有重要意義。

論文所解決的問題及意義

本文提出了一種可變結(jié)構(gòu)型多諧振軟開關(guān)直流變換器。該變換器基于雙變壓器結(jié)構(gòu)，通過控制輔助開關(guān)管的通斷可實現(xiàn)諧振腔結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，進而使得電路可適應(yīng)多種工況。CLTCL變換器的雙變壓器結(jié)構(gòu)有助于實現(xiàn)高增益性能，突破調(diào)壓范圍小的限制；LCLCL變換器傳遞一次和三次諧波有功功率有助于實現(xiàn)高效率變換，解決效率低下的問題。

論文方法及創(chuàng)新點

利用輔助開關(guān)管轉(zhuǎn)換變換器諧振腔結(jié)構(gòu)實現(xiàn)拓撲切換；利用CLTCL變換器雙變壓器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高增益性能；利用LCLCL變換器傳遞一次和三次諧波有功功率實現(xiàn)高效率變換。

結(jié)論

本文提出了一種可變結(jié)構(gòu)型多諧振軟開關(guān)直流變換器。通過控制輔助開關(guān)管的通斷，變換器可工作在 FB-CLTCL、FB-LCLCL和HB-LCLCL 三種模態(tài)下。此變換器可在較窄頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)寬電壓增益可調(diào)的有益效果，同時獲得較高的變換效率。最后，基于實驗樣機驗證了變換器最高電壓增益值達5倍左右，最高變換效率達97.6%。

引用本文

陳夢穎, 王議鋒, 陳慶, 楊良, 韓富強. 一種可變結(jié)構(gòu)型高效寬增益多諧振軟開關(guān)直流變換器[J]. 電工技術(shù)學(xué)報, 2021, 36(20): 4225-4236. Chen Mengying, Wang Yifeng, Chen Qing, Yang Liang, Han Fuqiang. A Variable Topology Multi-Resonant Soft-Switching DC-DC Converter with High Efficiency and Wide Gain. Transactions of China Electrotechnical Society, 2021, 36(20): 4225-4236.