级联直流变直流汇集并网拓扑及移相控制方法

新能源发电广泛通过交流母线接入柔性直流电网之后，并入交流大电网当中，即采用交流汇集，直流送出的形式。交流汇集侧由于与大电网相脱离，因而容易发生宽频振荡等稳定性问题，造成系统故障、停运、保护甚至烧毁设备等严重后果。系统稳定及振荡的问题成为限制新能源经柔直送出大规模并网的一个瓶颈问题。

采用直流汇集的方式能够有效改善交流系统当中的宽频振荡问题，提升新能源并网惠及发电的稳定性和可靠性，提出的技术解决方案提出了新能源发电，经级联直流，dc/dc变流器并网拓扑及移相控制方法，能够有效地改善新能源经柔直，汇集并网送出的稳定性和可靠性，并且通过一项控制的方法，可使输出的直流电流和电压更加平稳。

在级联DC/DC实现MPPT控制的基础上，针对独立输入串联输出的级联DC/DC系统结构在光照不均时不能实现均压的问题，以及DC/DC输出侧串联电压跨度大、并网电流纹波大的问题，在拓扑中增设LC滤波器，又提出一种组合电平法的移相控制策略，在保证传输线路电压稳定的同时，有效减少了并网电流的纹波。

创新点

针对模块化级联DCDC系统，当光照不均时，DCDC输入功率不同，由于输出侧串联，输入功率的不同会导致输出侧的均压问题，为此，在原有的DCDC拓扑基础上增加一个后级均压单元，由一个二极管和开关管组成，并且采用移相控制策略，可有效实现输入功率不同时，级联模块输出侧的均压稳流效果。

市场前景

新能源直流汇集直流升压是未来建设多电压等级直流电网的重要组成部分，其中升压变流器是其中的关键技术装备，因而其控制特性显著影响系统的持续稳定可靠运行。

应用案例

新能源直流升压汇集示范工程

新能源经直流线路汇集送出工程中，直流升压站采用级联DC/DC拓扑时可采用该技术。

光伏发电采用直流升压汇集的应用场景中，光伏直流升压变流器用来实现高升压比的同时保证较高的传输效率。当其采用隔离型DC/DC变换单元的独立输入串联输出的模块化级联结构的场景中。

当各个光伏模块由于局部阴影等情况导致各模块间光照强度不一致时，升压变流器的各个子模块的输出电压也随之变化。光照强度严重不均时，部分子模块的输出电压过高，超过器件的耐压值，会导致器件的损坏。而其余部分子模块的输出电压过低，导致子模块的输出电压将无法满足系统运行需求，进而导致光伏模块的MPPT控制失效，造成系统发电能力的下降。

该成果主要面向直流升压变流器厂家，可有效提升级联式升压变流器输出稳定特性。