用于能源存储应用的非隔离双向变换器的比较分析

摘要：双向直流-直流变换器（BDC）在可再生能源分布式发电系统中用于储能设备与直流母线之间的功率流动调节。BDC的基本要求包括简单结构、减少开关元件、宽范围的电压增益、低电压应力、高效率和减小尺寸。文献中根据其要求存在不同的BDC拓扑结构。不同的BDC按其阻抗网络分类。由于高频变压器，隔离BDC变换器体积较大，故主要用于静态储能应用，而非隔离BDC则轻便，适合电动车等动态应用。本文回顾了非隔离BDC拓扑的类型。通过理论分析评估了五种非隔离BDC变换器在稳态条件下的性能。基于此，讨论了BDC在不同应用中的适用性。进一步通过比较分析讨论了变换器的优缺点。确定了从宽电压增益、低电磁干扰、低成本与高效率的角度对分布式发电系统中的BDC进行优化。通过在MATLAB Simulink中模拟200W变换器，可以验证变换器的理论分析。