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天津大学电气自动化与信息工程学院、国网天津市电力公司经济技术研究院、国网天津市客户服务中心研究员王一峰、崔玉禄、马晓勇、孟准、季瑞林，发表于《中国科学院学报》2019年第21期《电工技术》一文，提出一种交错式并联双向并网逆变器。 实验结果表明，逆变器在20%至满载范围内效率高于98%。

随着环境污染和资源短缺等问题的日益突出全桥逆变电路参数，分布式发电领域的相关研究受到广泛关注。 其中，接口电路是分布式发电系统的重要组成部分，是系统各部分之间能量转换的枢纽。 为了大规模推广分布式发电系统，实现分布式发电高比例并网，缓解能源危机给社会带来的问题，分布式发电的接口电路一般要求体积小，效率高，可靠性强，双向能源。 流动特性。 因此，针对上述特点的接口电路拓扑研究成为热点。

目前，传统的接口电路拓扑结构主要以桥式电路为主，通过控制桥臂的开关管实现电网与可再生能源发电系统之间的能量流动。 桥式电路以其可靠性高、控制策略简单易行等优点得到广泛应用。 但桥式电路存在桥臂直通问题，需要设计死区时间，不可避免地引入低次谐波，造成波形失真，增加滤波器的体积和成本，无法实现高转换器的效率和高效率。 功率密度。

为了解决上述问题，有学者提出采用两组相同的Buck电路结构组成逆变器。 该逆变器Buck电路结构简单，易于控制，无桥臂直通电路。 有学者提出用两组相同的Boost电路结构组成整流器，采用交错并联技术成功降低了输出电流纹波和开关管的电流应力。 同时减小了滤波器的体积，提高了功率密度。 有学者提出用两组相同的Buck-Boost电路组成逆变器，实现变换器的升压/降压转换，避免桥臂直通问题，提高开关频率，并减小过滤器的尺寸。

但上述三类变换器都是在单向变换的基础上研究的，并未实现能量的双向流动，对滤波器参数的选取也没有详细分析讨论。

在接口电路滤波器方面，有学者在整流电路的基础上采用LC滤波器滤除网侧电流谐波，减少波形畸变； 有学者在逆变器的基础上使用LCL三阶滤波器。 在相同的滤波条件下，与LC滤波器相比，LCL滤波器的滤波效果更好，对电感量的要求更小，有利于缩小滤波器的体积，提高功率密度。

但上述文献仅基于单向变换设计滤波器，难以直接应用于双向变换器的电路拓扑。 在双向电路拓扑结构中，滤波器的设计需要同时满足整流和逆变两种电路模式的性能要求，受到很多条件的制约，使得滤波器的设计更加复杂。 因此，双向拓扑中滤波器的研究还有待完善。

为此，天津大学电气自动化与信息工程学院、国网天津市电力公司经济技术研究院、国网天津客户服务中心的研究人员介绍了基于双Buck电路拓扑结构的交错并联技术，采用四个相同的Buck电路，衍生出一种新型交错并联双Buck全桥双向变换器。 新型变换器具有输出电流纹波小、开关管电流应力小、能量双向流动等优点。

此外，新型换流滤波器的设计综合考虑了整流和逆变电路模式的性能要求，兼顾了滤波器性能、成本和功率密度。 并在此基础上，从理论上对变换器的损耗进行分析计算，得到两种模式下的损耗分布。 最后，基于5kW实验样机对理论分析进行了验证。

图9 5kW实验样机

研究人员设计了滤波器参数，使电感最小，达到良好的滤波效果。 样机功率密度约为22W/in3，具有较高的功率密度，满载时输出电流THD为3.37%，20次以上的谐波几乎被滤除。

根据损耗分析，整流模式下开关管损耗所占比例低于逆变模式全桥逆变电路参数，电感损耗所占比例低于整流模式。 由于开关管损耗所占比例较小，逆变模式下的转换效率相对整流模式下较低。 模式更高。

逆变模式下，输入功率2.6kW时效率最高98.80%，满载时效率98.09%； 在整流模式下，输入功率为2.7kW时效率最高为98.61%，满载时效率为98.01%。 跨负载范围的高效双向电源转换。

上述研究成果已发表在《电工学报》2019年第21期，论文题目为“An Interleaved Paralleled Double Buck Full Bridge Bidirectional Grid-connected Inverter”。 作者是王一峰、崔玉露、马晓勇、孟准、季瑞林。