PDF《大功率电力电子变换器技术及其应用专辑 特邀主编评述》

大功率电力电子变换技术在提高大型互联电网运行可靠性、中 高压大容量电力负荷供电与驱动、新能源中高压并网发电、电能质 量治理以及大规模电力储能有着广泛的应用前景.

近年来,中高压 大功率电力电子变换器在拓扑结构、调制方式、控制策略及系统构 成等方面取得了长足进展,有效地解决了大功率电力电子变换器应 用系统的稳定性和系统鲁棒性问题,提升了大功率电力电子变换器 自身运行的安全性和可靠性. 此外新技术、新材料及新器件的应用 也大大提升了大功率电力电子变换器的变换效率及运行极限. 为了 总结近年来大功率电力电子技术变换方面取得的成果,梳理大功率 电力电子变换技术的发展方向,《电源学报》特别推出 大功率电力 电子变换器技术及应用 专辑. 专辑征文得到了各高校和企业同行 的大力支持与积极响应,经过认真细致的评审,收录

18 篇论文. 本 专辑论文反映了大功率电力电子变换器方向研究的热点问题. 其中,涉及到大功率多端口及多电平变换器拓扑结构方面论文

12 篇, 包括多端口变换器

2 篇、模块化级联与多电平变换器

6 篇和高增益 DC-DC 变换器

4 篇;

涉及到应用系统的功率控制及能量管理方面论 文6篇,包括各种变流器系统功率控制策略

4 篇和能量管理

2 篇. 大功率多端口变换器的拓扑研究逐渐成为研究热点,随着配网 电力系统互联互供、新能源多端口接入以及工业现场高压电机群变 频控制等应用越来越广泛,其研究将会更加深入. 武汉大学宫金武 和查晓明等对多端口变换器拓扑方面的最新研究进行了总结和归 纳,结合智能电网的需求,从容量、效率、成本、可靠性方面分析了各 种多端口拓扑的优缺点和适用范围,并在此基础上展望了大容量多 端口变换器的拓扑构造方法,在保证足够的控制自由度和能量传输 路径条件下,通过器件或者模块复用的方式,简化主回路结构,达到 减小体积、成本、变换级数和损耗的目的;

查晓明、王盼和刘飞等提 出了一种基于九开关逆变器单元级联的多端口能量回馈型高压变 换器,该变换器降低了能量回馈压力,大幅减少了开关、电容以及变 压器绕组数量,提高了系统可靠性. 端口扩展灵活,对于多负荷工况 具有较强的适应性. 模块化级联多电平变换器采用子模块级联形式, 具有损耗低、 波形质量好、安装维护容易、可冗余容错,可靠性高等诸多优点,是 近年来研究的热点课题. 西安交通大学史书怀、王丰等研究了基于 MMC 的高升压比直流变压器调制策略, 针对基于模块化多电平换 流器构建的 face-to-face 拓扑在不同高压大功率领域的应用特点, 提出了一种不依赖变压器变比的调制策略. 该调制策略可灵活改变 电压变比,兼顾升压、降压功能,对MMC 的高升压比系统设计有一 定的指导意义. 三电平功率变换器一直以开关器件少、 电路结构简单等优点, 也是大功率电力电子技术开展工程应用研究的方向之一. 华中科技 大学李含其等针对传统 LLC 谐振变换器难以适应宽电压范围输出 应用的问题, 提出了一种采用移相控制拓宽三电平 LLC 电压增益 范围的方法,并提出了三电平 LLC 谐振变换器电感比的设计原则, 不仅拓宽了输出电压范围, 还提高了全负荷范围内的系统效率;