【摘 要】
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光伏发电作为一种获取清洁能源的方式,在电力系统能源结构中占有重要地位。DC-DC变换器在光伏并网中起到重要的能量转换作用,由于光伏板的输出电压较低（18-56V）,无法满足后级设备和并网的电压要求,因此需要通过高增益直流变换器将低压直流电提升为高压直流电。作为新能源发电中重要的能量转换环节,DC-DC变换器对电能质量有着重要的影响,因此研究具有高增益、高效率的DC-DC变换器对新能源行业发展具有重
【基金项目】
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辽宁省省自然科学基金项目（2019-MS-159）多种导磁材料电磁集成设计理论研究；
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光伏发电作为一种获取清洁能源的方式,在电力系统能源结构中占有重要地位。DC-DC变换器在光伏并网中起到重要的能量转换作用,由于光伏板的输出电压较低（18-56V）,无法满足后级设备和并网的电压要求,因此需要通过高增益直流变换器将低压直流电提升为高压直流电。作为新能源发电中重要的能量转换环节,DC-DC变换器对电能质量有着重要的影响,因此研究具有高增益、高效率的DC-DC变换器对新能源行业发展具有重要意义。针对分布式光伏发电并网对高增益直流变换器的需求,提出了一种基于耦合电感倍压单元的磁集成交错并联高增益变换器,该电路拓扑结合了交错并联与耦合电感的技术优势,一方面扩大了变换器的容量,降低了输出电流纹波,另一方面通过改变倍压单元匝数比N提升电压增益,改进了变换器设计的灵活性。将所有电感进行磁集成处理,推导了变换器的电压增益、开关管和二极管的电压应力及暂态和稳态等效电感表达式,给出耦合电感最佳设计准则和两种不同的磁芯集成方案并对磁芯设计方案进行了对比。有限元分析表明两种磁芯设计方案均符合要求,但EI磁芯结构具有磁件体积更小的优势。理论分析表明该变换器具有较高的增益,电压增益是传统交错并联开关电容电感变换器的2（1+N）/（1+D）倍,电感以最佳耦合度集成后稳态电流纹波有所减小,暂态响应速度有显著提高,利用PSIM电力电子仿真软件进行仿真分析,验证了理论分析的正确性。设计搭建一台功率100W的实验样机,同时作为对照设计了一台非集成样机,样机测试结果验证了理论分析的正确性,证明了磁集成耦合电感交错并联变换器相较于传统直流变换器具有高增益,高功率密度,输出稳态与暂态性能更为优异的特点,将对光伏并网中电能质量的改善有着一定的工程意义。该论文有图67幅,表5个,参考文献62篇。
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