第10卷第4期 2016年4月
南方电网技术
SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY
文章编号：1674-0629(2016)04-0070-08
DOl: 10. 13648/j. cnki. issn1674-0629. 2016. 04. 0011
中图分类号：TM561
Vol. 10, No. 4 Apr.2016
文献标志码：A
用于直流配电网的直流变压器参数计算与分析
孙谦浩"，宋强"，赵彪，赵宇明？
（1.清华大学电机系，北京100084；2.深圳供电局有限公司，广东深圳划518048）
摘要：直流变压器是促进直流配电网发展的关键设备。针对多重模块化高频链直流变压器，首先考虑开关管的安全运行与输出电压纹波控制，分别对事联电感和直流电容的取值提出了设计方法；然后针对单移相控制下的直流变压器进行了详细的分析，得到其高频链环节的运行特征与谐波特性，提出了其数值解析模型并给出了直流变压器数值模拟计算流程图。最后在实验室搭建了实验样机，并将样机实验结果与数值模拟方案计算结果进行对比，证明了上述数值解析模型的正确性与有效性。
关键调：直流配电网；直流变压器；多重模块化；高频链；谱波特性
ParameterCalculationandAnalysisofDCTransformerUsedinDC
Distribution Network
SUN Qianhao', SONG Qiang",ZHAO Biao',ZHAO Yuming
(1. Department of Electrical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China 2. Shenzhen Power Supply Co., Ltd., Shenzhen, Guangdong 518048, China)
Abstract: DC Transformers are the key device in the development of DC distribution. For the multiple modular high frequency link DC transformer (DCT) , the value design methodology of series inductor and DC capacity is presented in consideration of the switch safety and the output voltage ripple. Then the DCT under single phase shift is analysed, and the characters of operation and harmonic symptom are derived. The numerical model of DCT is presented, and the flow chart of DC transformer numerical simulation computa tion is given. Finally, a prototype is built based on the aforementioned method, and the comparison between prototype and numerical simulation is achieved. The results verify the correctness and effectiveness of the theory in this paper.
Key words: DC distribution system; DC transformer; multiple modular; high frequency link; harmonic characteristics
0引言
直流变压器（DCtransformer，DCT）作为直流配电网中进行直流电压与直流能量变换的关键换流设备，连接着不同电压等级的直流母线，其运行工况与整个配电网的运行状态密切相关(1-2)
近年来，为了解决低压小容量的DC/DC变换器不能直接应用于直流配电网中进行高低压直流电网之间电压与能量变换的难题，一些学者借鉴于交流固态变压器（ACsolidstatetransformer，ACSST）的解决方案，对适用于中压直流配电的高频链直流
基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2013AA050104)。 Foundation items; Supported by the National High Technology Research and Development Program of China (863 Program) (2013AA050104),
万方数据
固态变压器进行了研究，并提出了一种可行的解决方案—以双主动全桥模块（dualactivebridge， DAB)为基本单元进行高压侧串联低压侧并联（in-put-series-output-parallel，ISOP）的多重模块化高频链结构)。一方面这种结构继承了双主动全桥DC/ DC变换器的双向功率传输功能，软开关易于实现，动态响应快等优点；另一方面由于该结构采用高频链环节替代了传统的工频结构，进一步提高了该结构的功率密度和模块化程度，同时也降低了成本，减小了运行噪音等。
对于ISOP结构的直流变压器，目前已有部分研究成果。文献[3]对该拓扑结构的直流变压器的控制策略和实现设计方法进行了详细的描述；文献[4]利用回转器的理论对DAB单元子模块的输出电容进行了一种选取计算；文献[5-7]分别对DAE