段宛宜, 王 辉

(三峡大学 新能源微电网湖北省协同创新中心,湖北 宜昌 443002)

0 引 言

近年来,随着化石能源的短缺及其对环境的影响,光伏、风能和燃料电池等新型可再生能源得到广泛的关注和研究[1-2]。目前,由于成本的不断降低和技术的进步,光伏能源已成为可再生能源的重要技术之一[3]。据国家能源局数据统计,2018年我国光伏能源新增装机34.5 GW,预计到2050年,我国总装机容量将会达到180 GW[4]。

根据光伏发电并网能量转换级数的划分,可分为单级式并网系统、两级式并网系统和多级式并网系统[5]。单级式系统仅通过一个逆变器进行升压和能量转换,结构简单,但增加了控制的复杂度。两级式系统利用前级DC/DC变换器进行升压,后级实现逆变,简化了控制策略设计。多级式系统在两级式系统上增加了高频变压器,由于光伏发电输出的电能要经过3次能量变换才能并入电网,电能转换效率大大降低,系统结构复杂。本文以目前发展前景较好的光伏发电两级式并网结构为背景展开研究,两级式并网系统的整体结构包括用于将PV输出电能提升至400 V直流母线电压等级的DC/DC变换器和用于向负载输送电能的逆变器。由于光伏电池模块输出端的电压较低,为把直流电压抬升至一定的电压等级,研究高增益DC/DC变换器尤为重要[6-7]。

传统的升压变换器多采用简单的直流升压电路(Boost)[8]、反激、双有源桥式(DAB)等结构。传统boost变换器通过高占空比来提高电压增益,随着增益的提高,开关损耗也会增加,从而导致变换器效率降低[9]。……