2023年2月电工技术学报Vol.38No.4第38卷第4期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2023DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.220202一种独立光储发电系统用宽输入范围非隔离三端口变换器高圣伟1,2祝庆同1,2（1.天津工业大学电气工程学院天津3003872.天津市电气装备智能控制重点实验室天津300387）摘要针对独立光储发电系统中光伏电池输入电压的不稳定性，提出一种能够在大于和小于储能端口电压范围内工作的宽输入范围非隔离三端口变换器，可以实现光伏电池、蓄电池和负载之间的能量流动和功率平衡。该文所提变换器是由传统的Buck、Boost和Buck-Boost变换器分别与双向升降压四开关Buck-Boost（FSBB）变换器进行组合得到。FSBB用于连接光伏电池和蓄电池端口，可以削弱储能端口电压对光伏端口电压的约束，满足光伏端口宽电压输入的应用需求，增加了系统的稳定性。该文以Boost变换器和FSBB变换器进行组合为例设计实验样机，通过实验验证了该变换器理论分析的正确性和所提控制策略的可行性。关键词：三端口变换器宽输入范围四开关Buck-Boost电压约束控制策略中图分类号：TM460引言为实现“碳中和，碳达峰”的发展目标，减小碳排放量，以太阳能为代表的新能源得到了普遍的关注和发展[1-3]。但太阳能和风能等新能源的发电过程具有不稳定性，严重依赖于天气，当负载变化时，系统响应较慢，储能装置的加入能够有效地改善系统的动态性能[4-5]。传统的包含储能环节的新能源独立发电系统常需多个独立的DC-DC或AC-DC变换器连接输入源、储能电池和负载端，存在变换器数量多、体积大、功率密度低等问题[6-8]。为了提高系统的功率密度，减少系统体积和设计成本，三端口变换器（Three-PortConverter,TPC）成为近年来研究的热点，其只需要一个变换器便能够完成光伏电池、蓄电池和负载之间的功率管理和能量控制[9-10]。一般来说，TPC拓扑可以分为隔离型TPC和非隔离TPC。隔离型TPC易于实现升降压和电气隔离，适用于大功率应用场合[11-13]，而对小功率无需电气隔离的应用场合，非隔离型TPC有着低成本、高功率密度和高效率等优势。由于光伏等新能源发电系统易受天气的影响，存在间歇性的特点[5,13]，其输入电压也会随着环境的变化在较宽范围内变化。因此，通过TPC端口之间的拓扑实现降压、升压或升降压功能，从而适应光伏电池端口电压变化，减少TPC储能端口电压对光伏电池端口电压约束的研究是非常有必要的[13]。文献[14]提出一种基于双输入变换器和双输出变换...
