多電池組儲能系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的研制

2.2 Boost 空載穩(wěn)壓控制

在本文研制的電池儲能系統(tǒng)中，要求在電網(wǎng)斷電時，圖1 所示變換器能做孤島運行，向關(guān)鍵負(fù)荷供電，即雙向DC-DC 做Boost 模式運行，維持直流母線電壓的恒定，而后級PWM 雙向并網(wǎng)變換器則做逆變器運行，向關(guān)鍵負(fù)荷供電，通常Boost 變換器是不能空載運行的，這主要是因為其升壓電感在開關(guān)管導(dǎo)通過程中的儲能沒有釋放路徑，直流母線端相當(dāng)于開路，電壓將逐漸上升。

對本文研制的雙向DC-DC 而言，兩個源之間的能量交換是自由的，空載穩(wěn)壓運行時，由于Boost輸出電壓受控，故可等效為一個電壓源，這樣電感電流可實現(xiàn)雙向流動，不存在傳統(tǒng)Boost 變換器空載條件下電感儲能沒有路徑釋放的問題。而傳統(tǒng)采用二極管自然整流輸出作為源也不能實現(xiàn)空載穩(wěn)壓運行。圖9 為空載穩(wěn)壓運行時的穩(wěn)態(tài)仿真波形，波形顯示在直流母線電壓穩(wěn)壓500 V 運行中，電感L1電流是雙向流動的。

圖9 直流母線電壓Vdc 和L1 電流波形。

2.3 兩組電池互充放電控制

在本文研制的雙向DC-DC 還可以實現(xiàn)兩組電池的相互充放電功能，既當(dāng)電網(wǎng)斷電時，其中一組電池Boost 模式運行，實現(xiàn)直流母線的穩(wěn)壓功能，另一路電池則可從直流母線取電給自身進(jìn)行充電，該功能在其中一組電池急需充電，而其他電池組還能滿足放電時就可以采用本文介紹的功能，圖10為仿真波形，圖4 所示電池1 進(jìn)行穩(wěn)壓(指令電壓為500 V)，電池組2 充電(充電電流指令為-100 A)，仿真結(jié)果顯示直流母線電壓穩(wěn)定，充電電流平滑。

圖10 兩組電池相互充放電波形。