Un convertidor de CC de alta densidad de potencia para redes de distribución de CC de voltaje medio
Autores: Wan, Dai; Zhou, Qianfan; Duan, Xujin; Zhu, Jiran; Li, Junhao; Zhou, Hengyi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un convertidor de CC de alta densidad de potencia para redes de distribución de CC de voltaje medio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Conversor de corriente continua
Conversión de voltaje
Distribución de energía
Densidad de potencia alta
Redes de corriente continua de voltaje medio
Composición modular integrada buck-llc
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Un convertidor CC es el equipo central de conversión de voltaje y distribución de energía en una red de distribución de CC. Sus características operativas tienen un profundo impacto en la regulación flexible de recursos distribuidos en una red de distribución activa. Es un desafío para la topología de conversión de una sola etapa existente satisfacer los requisitos de la energía renovable distribuida conectada a un nivel de voltaje múltiple, red de voltaje medio. Es necesario estudiar más a fondo la topología de unidad de potencia de transformación multietapa, que puede satisfacer alta confiabilidad, alta eficiencia y amplio rango de entrada. Este documento propone un convertidor CC de alta densidad de potencia para redes de CC de voltaje medio con amplios niveles de voltaje. Adopta una composición modular integrada Buck-LLC. Los extremos de entrada de la unidad de potencia resonante de alta aislación están conectados en serie para proporcionar resistencia a voltajes altos, y los extremos de salida están conectados en paralelo para satisfacer la demanda de alta potencia y lograr una alta eficiencia de transmisión de potencia. La topología propuesta de unidad de potencia resonante Buck-LLC dual en serie puede ajustar el ciclo de trabajo de los circuitos Buck duales en serie para satisfacer las necesidades de diferentes niveles de redes de energía CC de voltaje medio. El problema de conmutación suave dentro del amplio rango de entrada de todos los tubos de conmutación se resuelve mediante la introducción de inductores auxiliares, mejorando así la eficiencia de transmisión de energía. El circuito auxiliar y los parámetros de control se optimizan en función de la investigación de las condiciones límite de conmutación suave de cada tubo de conmutación. Finalmente, se diseña y desarrolla un prototipo experimental de una unidad de potencia de 6,25 a 7 kW para demostrar la viabilidad y efectividad de la topología propuesta. Se han logrado grandes avances tanto en la investigación teórica como en el desarrollo de prototipos de ingeniería.
Descripción
Un convertidor CC es el equipo central de conversión de voltaje y distribución de energía en una red de distribución de CC. Sus características operativas tienen un profundo impacto en la regulación flexible de recursos distribuidos en una red de distribución activa. Es un desafío para la topología de conversión de una sola etapa existente satisfacer los requisitos de la energía renovable distribuida conectada a un nivel de voltaje múltiple, red de voltaje medio. Es necesario estudiar más a fondo la topología de unidad de potencia de transformación multietapa, que puede satisfacer alta confiabilidad, alta eficiencia y amplio rango de entrada. Este documento propone un convertidor CC de alta densidad de potencia para redes de CC de voltaje medio con amplios niveles de voltaje. Adopta una composición modular integrada Buck-LLC. Los extremos de entrada de la unidad de potencia resonante de alta aislación están conectados en serie para proporcionar resistencia a voltajes altos, y los extremos de salida están conectados en paralelo para satisfacer la demanda de alta potencia y lograr una alta eficiencia de transmisión de potencia. La topología propuesta de unidad de potencia resonante Buck-LLC dual en serie puede ajustar el ciclo de trabajo de los circuitos Buck duales en serie para satisfacer las necesidades de diferentes niveles de redes de energía CC de voltaje medio. El problema de conmutación suave dentro del amplio rango de entrada de todos los tubos de conmutación se resuelve mediante la introducción de inductores auxiliares, mejorando así la eficiencia de transmisión de energía. El circuito auxiliar y los parámetros de control se optimizan en función de la investigación de las condiciones límite de conmutación suave de cada tubo de conmutación. Finalmente, se diseña y desarrolla un prototipo experimental de una unidad de potencia de 6,25 a 7 kW para demostrar la viabilidad y efectividad de la topología propuesta. Se han logrado grandes avances tanto en la investigación teórica como en el desarrollo de prototipos de ingeniería.