宫金武，查晓明,王 盼，刘 飞

（武汉大学电气工程学院，武汉 430072）

大容量多端口变换器拓扑研究综述

宫金武，查晓明,王 盼，刘 飞

（武汉大学电气工程学院，武汉 430072）

多端口变换器具有很多优势，研究并在电网中推广应用多端口变换器对电能的发、输、配、用都具有重要意义。首先，概述和总结了国内外在多端口变换器拓扑领域方面的最新研究进展；然后，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；最后，在此基础上对大容量多端口变换器的拓扑构造方法进行展望。构造合适的能量传输路径，在保证足够的控制自由度条件下，通过器件或者模块复用的方式，简化主回路结构，减少变换级数，达到减小体积和降低成本、降低损耗的目的。

智能电网；多端口变换器；拓扑；大功率

Abstract：The research and application of multi ports converter in power system is very important for power generation,transmission,distribution and consumption.First,recent advances in topology of multiport converters were reviewed and summarized in this paper.Then,considering the demand of smart grid,the advantages and disadvantages of various multi port topologies were analyzed in terms of capacity,efficiency,cost and reliability.On this basis,the topology construction method of high power multi port converter is prospected.The suitable energy transmission path is constructed under the condition of sufficient control degrees of freedom,and the main circuit is simplified and the number of energy transformations is reduced with the multiplex semiconductor devices of modules in the circuit,which can reduce the cost,the loss and the volume.

Keywords:intelligent grid;multi ports converter;topology;high power

近年来，可再生能源发电技术，尤其是分布式发电技术和储能技术得到了快速的发展与应用，成为当前最受关注的研究热点之一[1]。但可再生能源的随机性和波动性以及大量不确定性负荷的接入，给电力系统的安全、稳定、高效运行带来一系列问题，严重影响了新能源的消纳。为此，人们尝试通过科学合理的手段对可再生能源发电的生产、传输、分配和消纳全过程进行有效控制与优化，以达到最优化利用可再生能源的目的[2]。

能源互联网、智能电网、微电网、柔性直流输电、主动式配电网等概念被提出，并得到广泛的研究[3]。分布式能源升压汇集装置、能源路由器、柔性多状态开关、智能软开关等基于现代电力电子技术的装置是实现电能优化利用的核心设备[4]。……