三相交错式双向DC／DC储能变流器的研究

图4a，b为系统Buck恒压模式下工作于单相模式和三相模式时的实验波形。其中Uo，Io分别为变流器输出直流电压电流，iL为电感电流，Ibat为电池侧输出电流。两种模式工作在相同参数下，输入直流电压300V，Buck输出直流电压200 V，输出电流4A。图4c，d为系统Boost恒压模式下工作于单相模式和三相模式时的实验波形。两种模式工作在相同参数下，输入直流电压100 V，Boost输出直流电压200V。

分析实验波形可得单相模式与三相模式下，双向DC／DC储能变流器的输入输出电压电流峰峰值、纹波系数，电感电流峰峰值、平均值、纹波系数如表1所示。

比较三相系统与单相系统数据，Buck模式下，由于滤波电容的作用，两系统输出电压电流纹波相差不大，三相系统略小于单相系统，三相系统下的iL峰峰值远小于单相系统，iL平均值约为单相系统的1／3；Boost模式下，三相系统输出电压纹波较小，三相系统电池侧输出电流峰峰值较小，电池侧输出电流纹波系数约为单相系统的1／3，三相系统下的iL峰峰值远小于单相系统，iL平均值约为单相系统的1／3。
实验结果证实，与单相模式相比，在运行条件相同的情况下，三相交错双向DC／DC变流器有如下优点：①输入输出电流平均分配到3对桥臂上，减小了开关管的电流应力，避免了开关管、输出电感等器件过于疲劳，发热过于集中等问题；②由于3对桥臂交替导通，输入输出电流相互叠加且互差1200°，电流纹波大大减小；③由于各相中承担的电流减小，可以采用更为小型的输出电感，提高负载的瞬变应答能力。

5 结论
基于DSP与FPGA联合控制方式，结合PEBB模块，实现双向DC／DC储能变流器的三相交错运行模式。实验结果表明，该方式可以有效减小系统输出电压电流纹波，改善电能质量，使得电力储能系统综合性能大大提高，适应不同储能电池的能力大大增强。