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智能化与AI应用
★ 5.0
一种减小辅助电路谐振电容影响的谐振直流链逆变器
A Resonant DC-Link Inverter to Reduce the Influence of Resonant Capacitor of Auxiliary Circuit
| 作者 | Jiaxiang Song · Enhui Chu |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2024年9月 |
| 技术分类 | 智能化与AI应用 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 谐振直流环节逆变器 谐振电容 主电路尺寸 谐振电流幅值 系统效率 |
语言:
中文摘要
谐振直流环节逆变器(RDCLI)辅助电路(ac)中的谐振电容会增大主电路体积、增大谐振电流幅值并降低系统稳定性。为解决这些问题,本文提出一种新型 RDCLI 以减小谐振电容的影响。首先,该逆变器无需在主开关两端并联谐振电容,从而减小了主电路体积。其次,该逆变器避免了在直流侧串联大容量电容作为辅助电源,从而避免了大电容对系统稳定性的影响。最后,该逆变器通过改变辅助电路的拓扑结构,减少了预充电模式所需的能量,从而有效降低了谐振电流幅值,减少了辅助电路的损耗,提高了系统效率。本文给出了该逆变器的工作原理和详细设计流程。最后,通过实验验证了该 RDCLI 的可行性和稳定性。
English Abstract
The resonant capacitor of the auxiliary circuit (ac) of the resonant dc-link inverter (RDCLI) increases the size of the main circuit, increases the amplitude of the resonant current, and reduces the stability of the system. To address these problems, this article proposes a new RDCLI to reduce the influence of resonant capacitors. First, this inverter does not need to connect resonant capacitors in parallel with the main switches, thus reducing the size of the main circuit. Second, this inverter avoids the series connection of large-capacity capacitors on the dc side as the auxiliary power supply, thus avoiding the influence of large capacitors on the system stability. Finally, this inverter reduces the energy required for the precharge mode by changing the topology of the ac, thus effectively reducing the amplitude of the resonant current, reducing the losses of the ac, and improving the system efficiency. The operation principle of this inverter and the detailed design procedure are given in this article. Finally, the feasibility and stability of this RDCLI are experimentally verified.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务角度来看,该论文提出的改进型谐振直流环节逆变器(RDCLI)技术具有重要的应用价值。该技术通过优化辅助电路的谐振电容配置,实现了主电路体积缩减、谐振电流幅值降低和系统稳定性提升,这与公司在光伏逆变器和储能变流器领域追求高功率密度、高效率的产品战略高度契合。
从产品应用层面分析,该技术的三大改进对阳光电源现有产品线具有直接价值。首先,取消主开关并联谐振电容可显著减小逆变器主电路体积,这对于户用光伏逆变器和工商业储能系统的小型化设计具有重要意义,能够降低物料成本并提升产品竞争力。其次,避免直流侧大容量电容串联作为辅助电源,可提升系统动态响应特性和长期运行稳定性,这对于大型地面电站和储能电站的可靠性要求尤为关键。第三,通过拓扑优化降低预充电模式能量需求,进而减小谐振电流幅值和辅助电路损耗,可直接提升系统效率0.5-1个百分点,在兆瓦级应用场景中将带来可观的发电量增益。
然而,该技术仍处于实验验证阶段,工程化应用面临挑战。谐振控制策略的鲁棒性、电磁兼容性设计、以及在宽工况范围(温度、负载变化)下的性能一致性需要深入验证。建议阳光电源研究院可将此技术纳入预研项目,重点评估其在1500V高压系统和多电平拓扑中的适配性,并结合公司现有的数字控制平台进行控制算法优化,为下一代高效逆变器产品储备核心技术。