李 伟 王 辉 黄守道 吴 轩

全桥三电平DC-DC变换器优化控制策略

李 伟 王 辉 黄守道 吴 轩

（湖南大学电气与信息工程学院 长沙 410082）

针对全桥三电平（FBTL）DC-DC变换器两个占空比协调优化控制、传输功率太小以及钳位电容电压平衡等问题，该文提出一种基于查表法的FBTL DC-DC变换器优化控制策略。首先，详细分析FBTL DC-DC变换器输入、输出特性，并设计一种钳位电容电压自平衡调制策略。其次，在所设计的钳位电容电压自平衡调制策略基础上，提出一种抗钳位电容电压扰动控制策略，并根据钳位电容输入功率差与电压最大调节能力的关系计算出占空比必须满足的条件。然后，建立一种以变压器输入电压谐波为目标函数，功率传输能力、钳位电容电压调节能力等为约束条件的优化模型，进而得到FBTL DC-DC变换器的优化控制策略。优化占空比离线计算，然后存储在数字控制系统里，控制时直接采用查表法得到最优占空比。所提出的方法无需变换器精确模型，控制过程简单、高效，控制效果优于传统控制策略。最后，在Matlab/Simulink平台和一台实验样机上验证了所设计的优化控制策略的正确性和有效性。

直流输电 全桥三电平DC-DC变换器 钳位电容电压控制 优化控制

0 引言

随着陆地风力发电的饱和，海上风电特别是直流海上风电和柔性直流输电技术受到了国内外专家学者越来越多的关注[1-3]。基于中频变压器（Medium Frequency Transformer, MFT）的高压、高电压增益、大容量（High voltage, High voltage gain, Large capacity, HHL）全桥DC-DC变换器是直流海上风电场和高压直流电网的关键装备，是DC-DC变换器研究的热门[1-9]。……