中低压互联直流变压器拓扑及控制研究文献综述

1. 文献综述（或调研报告）：

1. 研究背景

随着人们生产力的发展，用电需求和对于电能质量的要求越来越高，同时由于全球气候变化加剧和传统能源日渐枯竭，电力领域日益向着能源多样化、环境清洁化和运行智能化转变。随着大量光伏、风电等新能源的不断接入，由于其具有间歇性和随机性等特点，对当前电力系统的稳定性，比如故障保护、电压抖动、频率波动、谐波治理、电能质量等产生了很大的影响。除此以外，可再生能源的接入使能量由原来的单向流动变为了双向流动，给传统电力系统的调度控制带来了新的挑战。

研究表明，直流配电网相比较于交流配电网在输送容量，电能质量以及控制上有着无可比拟的优越性，同时直流电网技术具备弱电网供电和占地面积小等特点，可为大规模新能源接入、大型城市供电、高渗透率多能互补型配电网供电等电力难题提供有效的技术方案，在电力系统的输配电等领域具有应用前景。目前，限制直流电网形成的主要因素有：一是缺少直流断路器，这使得直流电网故障情况下无法快速可靠切除故障线路，以保证非故障支路的正常运行；二是缺少DC/DC变换器，这使得各个电压等级不同的直流输电线路不能直接相连。类似于交流电网中的交流变压器，DC/DC变换器起到直流联网作用，是构建未来多电压等级、多端直流电网的重要组成部分。

直流变压器是直流电网中的重要部分，其水平直接影响直流电网的水平，也是限制直流电网发展的关键因素。在直流电网中并不能像传统交流变压器那样采用磁耦合实现电压变换的目的，所以，电力电子技术是必然的选择。以DC/DC变换器为基础，通过其特有的功能与特性，完成直流电压的变换和双向流动。对于直流变压器的研究将成为未来直流配电网研究的趋势和重要方向。

1. 国内外研究现状

2.1直流变压器的研究现状

上文提到，制约直流电网发展的主要因素有两个，一是缺少直流断路器，二是缺少DC/DC变换器，前者主要起到隔离故障，保证非故障支路正常运行，目前虽然有研究提出了一些直流断路器的拓扑，但事实上无法满足在过压过流时的速断性要求，达不到快速切除故障的作用。因此从经济和复杂性等方面考虑，人们更倾向于使直流变压器兼有断路器的功能，因此，对于直流变压器的拓扑研究是直流电网发展的重要研究方向。

近几年来，研究人员提出了很多不同的DC/DC变换器拓扑，实际上这些拓扑也各有其优缺点，下面提出几种适用于直流电网的几种DC/DC变换器拓扑：

1、晶闸管谐振式DC/DC变换器

2、模块化多电平换流器(MMC)型DC/AC/DC变换器

3、输入串联输出并联双向主动桥系统(ISOP)