适应于直流新能源/储能接入的三电平Buck-Boost变换器建模及控制器设计
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摘要: 为了实现大功率直流新能源/储能系统的接入,本文以一种级联同相三电平Buck-Boost变换器为研究对象,该拓扑可在宽电压波动范围内可升、可降,能适应大功率、宽范围电压的直流新能源/储能的接入和变换。首先,本文对级联同相三电平Buck-Boost变换器的工作原理进行了分析,基于储能充放电控制均存在Buck模态和Boost模态两种工作模式,分别推导了级联三电平Buck-Boost变换器的小信号平均模型,其次,考虑到中点电压平衡问题,本文分析了占空比差值ΔD对系统的影响,并通过Bode图,得出ΔD只对Boost模式低频段时影响较大,而对Buck模式和Boost模式高频段影响不大。然后,根据系统的小信号模型,对控制器进行了设计,对比了传统控制器与Type-III控制器的差异,得出Type-III控制器有更大的控制带宽及稳定性。最后,通过仿真验证了两种控制器的效果及特性。