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在電池儲能系統應用中，電流型隔離雙向直流變換器由于具有低電池電流紋波、高升壓比、低損耗等多種優點而得到了研究人員的關注，有學者從電路拓撲優化、軟開關實現、損耗優化等方面對單個變換器的穩態工作特性進行了研究。當電池儲能系統需要擴容時，將多個由蓄電池和電池儲能變換器組合而成的“電池儲能模塊”在直流母線上并聯起來是一種常見的方法，從而形成了多個變換器模塊一端獨立、一端并聯的并聯形式。

與常見的兩端并聯的組合方式相比，這種連接方式能夠有效利用現有的儲能模塊，擴容更為方便，但是罕有文獻針對這種連接方式下的并聯穩定性和均流效果進行研究。由于雙向直流變換器中不存在能夠阻斷雙向電流的二極管，更易產生在并聯系統中的環流，破壞變換器的正常運行，因此并聯模塊之間的均流是十分重要的。

常見的變換器并聯均流方法可分為有通信和無通信兩大類。有學者提出的主動均衡方法通過數據總線控制數據的傳送和自動擇主邏輯的實現，均流效果較好，但是模塊間通信的存在使得系統難以通過簡單的增減模塊數量來擴容，而且通信中斷、干擾甚至延時都會導致整個并聯系統的失效，存在單點故障的可能。

無通信的并聯均流方法以下垂控制為代表。與傳統的下垂控制不同，傳統下垂控制是通過控制環路在并聯端口上虛擬出一個阻抗，從而實現電流的均分。一般地，下垂控制的準確度相對較低，并聯模塊間的環流更為明顯。

而對于電流源型雙向直流變換器，有學者提出了將下垂特性設置在直流母線電壓與蓄電池電流之間的下垂曲線。這一方法能夠直接控制蓄電池電流，在更容易保證蓄電池安全運行的同時，避免了增加直流母線電流傳感器。

除了上述這些常規方法，也有文獻使用模塊間電路或者磁路的耦合來均衡并聯電流，但是該類方法依賴變換器的自身特性，難以推廣到其他拓撲的變換器，而且模塊間的這些耦合會破壞模塊的獨立性，在模塊化并聯結構中難以應用。綜上所述，這些并聯均流方法大多應用于兩端并聯的組合方式上，對于一端獨立、一端并聯組合并聯的穩定性問題研究較少，仍有待解決。

為解決多個電流源型隔離雙向直流變換器掛接在母線上產生的并聯環流問題，南京航空航天大學自動化學院的研究人員張曌、謝少軍、尚曉鳳、楊楷文，在2022年《電工技術學報》增刊1上撰文，首次分析指出了電流源半橋變換器在一端獨立、一端并聯結構下環流產生的原因在于變換器的端口導納在諧振頻率附近會由容性變為感性?；诖?，他們提出了一種簡單的變換器并聯環流抑制方法。

研究人員首先基于變換器的直流母線端口導納，分析得到并聯系統穩定和并聯模塊間電流均衡的通用條件；進而針對電流源半橋變換器的結構特點與控制策略，以及基于通用平均模型得到的變換器的開環傳遞函數，結合下垂控制的控制框圖，分析推導電池儲能模塊的直流母線側端口導納表達式；通過將變換器的端口導納代入并聯系統穩定和并聯模塊間的電流均衡條件，發現變換器內在的LC諧振結構是并聯環流存在的重要原因；最后分析直流母線端口電容對端口導納的影響。

他們的仿真結果驗證了所提環流抑制方法的正確性，本次研究從理論上分析得到并證明了電流源型隔離雙向直流變換器并聯環流存在的原因，從而為變換器的并聯組合的穩定運行提供了一種可行的方法。

本文編自2022年《電工技術學報》增刊1，論文標題為“電流源雙向直流變換器的并聯環流抑制方法”。本課題得到了國家自然科學基金的支持。