直流供电交错并联双向DC/DC变换器切换控制策略

潘磊磊，田崇翼，张桂青，王瑞琪

(1.山东建筑大学信息与电气工程学院，山东 济南 250101；2.山东省智能建筑技术重点实验室，山东 济南 250101；3.国网山东综合能源服务有限公司，山东 济南 250021)

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近年来，由于能源危机与生态环境恶化，直流供电受到人们的广泛关注。与交流供电相比，直流供电能够提高传输效率，降低能耗，节约成本，保证电能质量，提高供电可靠性[1]，已成为当下的研究热点。预计2050年国内直流负荷的占比将达到70%[2]，国外研究结果表明某些类型建筑中直流负荷所占比重甚至达90%以上[3]。

目前关于变换器拓扑和控制的研究不断深入，现有变换器普遍存在效率低、体积大等问题，碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等新型高频半导体器件的应用能够极大提升双变换器的性能。文献[4]将21 kW的SiC交错并联DC/DC变换器应用于质子膜燃料电池的功率输出，工作频率为100 kHz，具有93%的最佳功率效率。文献[5]基于切换系统理论，提出一种双向AC/DC切换控制方法，切换算法控制下系统静态特性和动态特性明显优于传统的PI控制策略。文献[6—8]建立了用于储能节能系统的双向DC/DC变换器切换系统模型，构造了系统的Lyapunov函数，通过Lyapunov函数推导出系统切换控制律。文献[9]对并联Buck变换器采用分布式混杂系统建模方法，首先建立混杂模型，采用模型预测方法进行控制，与PI控制进行了对比。

目前多数研究交直流混合微电网控制的文献都采用小信号建模来分析双向AC/DC变换器和DC/DC变换器[10—13]，常用的建模方法为状态空间平均法。……