DAB双有源桥式变换器在直流微电网中的应用与控制策略

双有源桥式变换器--DAB是一种高性能的电力电子设备，在直流微电网中发挥着关键作用。它结合了两个全桥结构，一个为原边全桥H1，由开关器件S1-S4组成；另一个为副边全桥H2，由Q1-Q4开关器件构成，通过电感Ls和高频变压器实现电气隔离。这种设计允许双向功率处理，具有高功率密度和软开关技术，适合于直流供电系统的各种应用场景，如分布式电源集成和管理。 DAB的核心特点是其电路拓扑，通过控制两个交流电压（vp(t)和vs(t)）的占空比和相位差来调控输出功率和电压。单移相(Single Phase Shift, SPS)调制方法是其中一种常见策略，它保持占空比不变（通常是0.5），通过调整相位差来实现动态控制。SPS简化了控制算法，因此在实际应用中非常普遍。 在SPS模式下，DAB的工作波形包括四个子状态，每个子状态对应开关器件的不同导通状态。为了确保系统的稳定性和性能，DAB通常采用闭环控制，例如电压闭环控制，利用比例控制器来跟踪设定的输出电压。模拟仿真在设计过程中扮演重要角色，比如文中提到的案例，通过Simulink搭建的模型，输入电压为400V，初始输出参考电压也为400V，然后在0.6s后升至600V，这样的设置有助于验证控制策略的有效性和响应速度。 DAB变换器在直流微电网中的应用，不仅提高了能源转换效率，还降低了对相位同步和无功平衡的要求。其潜在的优势在于灵活性、适应性和高效能，使其在可再生能源并网、电动汽车充电设施、分布式能源管理系统等领域具有广阔的发展前景。然而，闭环控制系统的稳定性分析和优化是设计的关键挑战，需要考虑硬件参数匹配、负载特性以及控制器参数的选择，以实现最佳性能和鲁棒性。