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在图10所示三线制直流微电网结构中,基于电压平衡器的拓扑优势更明显:
①图10(a)所示结构本质上为2个相互独立的直流供电回路,从理论上说可靠性最高,但需要2套变流器,成本更高;
②直接从电容中线引出直流中线,在正负极间分布式电源或负荷不平衡的情况下,则无法保证直流正负母线电压平衡,而采用电压平衡器后则能有效解决该问题。
在未来含电压平衡器的双极三线制直流微电网结构中,直流母线电压控制与电压平衡器之间的协调控制和相互影响将是值得研究的方向之一。
3.1.2 隔离型双向DC-DC变流器的应用
对于图1所示复杂直流微电网(或多直流微电网、直流微电网群),如何进行互联及相互支撑控制将是决定其是否能高效可靠运行的关键因素之一。按传统思路,通常可以采用联络开关(如直流断路器等)用于直流微电网之间的互联,优势是成本低、联络线开关损耗小。为实现多直流微电网之间可靠互联、电气隔离及灵活支撑等功能,可采用隔离型双向全桥DC-DC变流器(DAB)代替普通联络开关,作为多直流微电网之间的互联装置,见图11(a)。一类典型隔离型双向DC-DC变流器拓扑结构见图11(b),该隔离型双向DC-DC变流器的优点是:①高频变压器一方面通过电气隔离使系统获得更高的可靠性,另一方面取代了传统的工频变压器,降低了系统的尺寸和重量,提高了功率密度;②高频隔离变压器一/二次变比根据互联直流微电网电压等级可灵活选择;③能量能够双向流动,控制方式灵活。DAB的引入将彻底改变直流微电网群的供电方式,避免普通联络开关所带来的安全隐患,可极大提高直流微电网群相互支撑控制的实时性与快速性。
在未来含隔离型双向DC-DC变流器的复杂直流微电网或直流微电网群结构中,多直流微电网互联及相互支撑控制将是值得研究的方向之一。
3.2天津大学智能直流配用电实验平台
3.2.1 实验平台描述
为构建未来更为安全、高效的智能直流微电网提供理论和技术支撑,天津大学已建成图12所示智能直流配用电实验平台,该平台可满足验证直流微电网稳定控制技术、交直流相互支撑、能量管理、电能质量综合治理技术、故障快速保护技术及其他各种高级应用的需要。
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