CN109474082B - 一种基于变补偿网络结构的双向无线电能传输系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于变补偿网络结构的双向无线电能传输系统及方法，所述系统包括原边变换器、原边变结构补偿网络、耦合机构、副边变结构补偿网络和副边变换器；所述传输系统以耦合机构为对称，可实现双向无线电能的传输；所述原、副边变结构补偿网络分别传递原、副边高频交流电压U₁、U₂，根据当前工作状态计算并通过控制开关的断合选择接入的补偿元件，进而构成不同结构的补偿网络，根据不同补偿网络存在的固有特性优化系统在不同耦合机构互感系数和直流侧电压情况下传输功率和效率。因此，本发明不仅提高了对直流侧电压和耦合机构互感系数变化的适应能力，同时，通过变补偿网络结构实现了传输效率的优化。

Description

一种基于变补偿网络结构的双向无线电能传输系统及方法

技术领域

本发明属于双向无线电能传输领域，更具体地，涉及一种基于变补偿网络结构的双向无线电能传输系统及方法。

背景技术

随着能源互联网概念的提出以及智能配电网相关技术的发展，双向无线电能传输系统逐渐展现出了独特的优势。对于电网而言，双向无线电能传输系统允许电网电能与车载电池之间电能双向流动，若能对其智能调控，可实现电动汽车有序充电、电网削峰填谷等优化运行功能。但是，在双向无线电能传输系统中，现有的耦合机构，其原、副边线圈之间的互感系数与原、副边线圈之间的相对位置有关，对于电动汽车充放电场合而言，原、副边线圈之间的相对位置受用户停车位置的影响会在一定范围内变化，导致原、副边线圈之间的互感系数在一定范围内变化。而对于结构固定的补偿网络，其最大传输功率和传输效率与互感系数大小、原、副边变换器激励电压和直流侧电压等多种条件有关。若采用常规的结构固定的补偿网络，则适应范围有限，无法在互感系数大范围变化时获得相对较高的传输功率。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于在传统的双向无线电能传输系统中定结构补偿网络更换为变补偿网络结构，旨在解决现有双向无线电能传输系统在耦合机构的互感系数和原副边变换器直流侧电压变化较大情况下，无法保证系统最大可传输功率及效率的问题

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种基于变补偿网络结构的双向无线电能传输系统，包括原边变换器、原边变结构补偿网络、耦合机构、副边变结构补偿网络和副边变换器；

所述原边变换器的第一端输入或输出直流电压，第二端与原边变结构补偿网络的第一端连接；所述原边变换器将输入的原边直流电压转换为原边高频交流电压传递给原边变结构补偿网络，或将原边变结构补偿网络传递的原边高频交流电压变换为原边直流电压输出；

所述耦合机构的第一端连接所述原边变结构补偿网络的第二端，第二端连接副边变结构补偿网络的第一端，用于耦合原边变结构补偿网络与副边变结构补偿网络之间的高频交流电压，实现电能的传输；

所述原边变结构补偿网络的第一端接收原边高频交流电压，则第二端输出对应的高频交流电压经过耦合机构传递到副边变结构补偿网络的第一端；或所述原边变结构补偿网络的第二端接收副边变结构补偿网络经耦合机构传输的高频交流电压，则第一端输出对应的原边高频交流电压；

所述副边变结构补偿网络的第二端连接副边变换器的第一端；所述副边变结构补偿网络的第一端接收原边变结构补偿网络经耦合机构传输的高频交流电压，则第二端输出副边高频交流电压；若所述副边变结构补偿网络的第二端接收副边变换器传输的副边高频交流电压，则第一端输出高频交流电压经耦合机构耦合至原边变结构补偿网络的第二端；

所述原、副边变结构补偿网络包括若干可供选择的补偿元件和控制开关，根据系统所需传输功率与补偿元件接入系统可传输功率的对比结果，以及补偿元件可传输功率和效率与耦合机构的互感系数和原、副边直流侧电压之间的关系，通过控制开关选择补偿元件构成补偿网络接入系统，实现系统在不同耦合机构互感系数和直流侧电压情况下传输功率和效率的最大化；

所述副边变换器的第一端与副边变结构补偿网络的第二端连接，所述副边变换器的第二端输入或输出副边直流电压；所述副边变换器的第二端输入副边直流电压变换为副边高频交流电压输出，或所述副边变换器的第一端输入的副边高频交流电压转换为副边直流电压输出。

优选地，所述耦合机构包括原边线圈和副边线圈，原线圈和副线圈之间通过电磁感应原理相互耦合，用于无线方式传输电能；

优选地，原边变结构补偿网络和副边变结构补偿网络可构成串联-串联补偿网络和双LCC补偿网络；

优选地，原边变结构补偿网络和副边变结构补偿网络均包括若干开关和补偿元件；

所述开关对补偿元件的断合进行控制，进而构成不同结构的补偿网络，根据不同补偿网络存在的固有特性优化系统在不同耦合机构互感系数和直流侧电压情况下传输功率和效率。

另一方面，本发明提供了一种基于变补偿网络结构的双向无线电能传输方法，包括：

(1)判断电能传输方向；

(2)将发送端的直流电压转换为发送端高频交流电压；

(3)根据所需传输功率以及不同网络结构的固有特性，筛选符合需求的补偿方式控制输出特性；

(4)将经过补偿方式后获取的高频交流电压经电磁感应耦合至接收端输出高频交流电压；

(5)根据所需传输功率，结合不同网络结构的固有特性，筛选符合需求的补偿方式控制输出特性；

(6)将获取的接收端高频交流电压转换为直流电压输出。优选地，步骤(2)与步骤(5)包括的具体步骤如下：

(a)计算原边变结构补偿网络和副边变结构补偿网络包含的各补偿结构在当前系统工作状态下的耦合系数、原边变换器直流侧电压或副边变换器直流侧电压条件下所能达到的最大传输功率；

(b)对比额定传输功率与各补偿结构所能达到的最大传输功率，选择满足要求的补偿结构，若所有补偿结构的最大传输功率均小于额定功率，则选择可输出功率最大的补偿结构传输能量；

(c)计算满足要求的补偿结构在额定功率下或最大传输功率下的能量传输效率理论值，选出能量传输效率理论值最高的补偿结构；

(d)原边变结构补偿网络和副边变结构补偿网络通过切换开关，将变结构补偿网络的补偿结构切换为(c)中筛选的补偿结构。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，在双向无线电能传输系统中将固定的补偿网络更换为变结构补偿网络，能够取得以下有益效果：

(1)由于原、副边变结构补偿网络中包含若干补偿结构，且各补偿结构最大传输功率与互感系数、原、副边变换器直流侧电压的关系各不相同，同时可以通过原、副边变结构补偿网络中的开关进行筛选满足条件的补偿网络，进而可以保证即使在互感系数、直流侧电压变化范围较大的情况下也能获取较高的功率输出及效率。

(2)本发明筛选出满足需求功率的补偿结构不一定具有唯一性，因而实际操作时可在筛选出的补偿结构中进一步计算各补偿结构的传输效率，不仅满足了实际需求，还有效地避免了不必要的能量损耗。

附图说明

图1是本发明提供的双向无线电能传输系统的结构示意图；

图2是具有串联-串联和双LCC补偿结构的系统示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明提供的一种基于变补偿网络结构的双向无线电能传输系统，包括原边变换器、原边变结构补偿网络、耦合机构、副边变结构补偿网络和副边变换器；

所述原边变换器的第一端输入或输出直流电压U_1dc，第二端与原边变结构补偿网络的第一端连接；所述原边变换器将输入的原边侧直流电压U_1dc转换为原边高频交流电压U₁传递给原边变结构补偿网络，或将原边变结构补偿网络传递的原边高频交流电压U₁变换为原边直流电压U_1dc输出；

所述耦合机构的第一端连接所述原边变结构补偿网络的第二端，第二端连接副边变结构补偿网络的第一端，用于耦合原边变结构补偿网络与副边变结构补偿网络之间的高频交流电压，实现电能的传输；

所述原边变结构补偿网络的第一端接收原边高频交流电压U₁，则第二端输出对应的高频交流电压U'₁经过耦合机构传递到副边变结构补偿网络的第一端；或所述原边变结构补偿网络的第二端接收副边变结构补偿网络经耦合机构传输的高频交流电压U'₁，则第一端输出对应的原边高频交流电压U₁；

所述副边变结构补偿网络的第二端连接副边变换器的第一端；所述副边变结构补偿网络的第一端接收原边变结构补偿网络经耦合机构传输的高频交流电压U'₂，则第二端输出副边高频交流电压U₂；若所述副边变结构补偿网络的第二端接收副边变换器传输的副边高频交流电压U₂，则第一端输出高频交流电压经耦合机构耦合至原边变结构补偿网络的第二端U'₂；

所述原、副边变结构补偿网络包括若干可供选择的补偿元件和控制开关，根据系统所需传输功率与补偿元件接入系统可传输功率的对比结果，以及补偿元件可传输功率和效率与耦合机构的互感系数和原、副边直流侧电压之间的关系，通过控制开关选择补偿元件构成补偿网络接入系统，实现系统在不同耦合机构互感系数和直流侧电压情况下传输功率和效率的最大化；

所述副边变换器的第一端与副边变结构补偿网络的第二端连接，所述副边变换器的第二端输入或输出副边直流电压U_2dc；所述副边变换器的第二端输入副边直流电压U_2dc变换为副边高频交流电压U₂输出，或所述副边变换器的第一端输入的副边高频交流电压U₂转换为副边直流电压输出U_2dc。

优选地，所述耦合机构包括原边线圈和副边线圈，原线圈和副线圈之间通过电磁感应原理相互耦合，用于一无线的方式传输电能；

优选地，原边变结构补偿网络和副边变结构补偿网络均包括若干开关和补偿元件；

所述开关对补偿结构中包含的补偿元件的断合进行控制，进而构成不同结构的补偿网络，根据不同补偿网络存在的固有特性优化系统在不同耦合机构互感系数和直流侧电压情况下传输功率和效率。

另一方面，本发明提供了一种基于变补偿网络结构的双向无线电能传输方法，包括：

(1)判断电能传输方向；

(2)将发送端的直流电压转换为发送端高频交流电压；

(3)根据所需传输功率以及不同网络结构的固有特性，筛选符合需求的补偿方式控制输出特性；

(4)将经过补偿方式后获取的高频交流电压经电磁感应耦合至接收端输出高频交流电压；

(5)根据所需传输功率，结合不同网络结构的固有特性，筛选符合需求的补偿方式控制输出特性；

(6)将获取的接收端高频交流电压转换为直流电压输出。

优选地，步骤(2)与步骤(5)包括的具体步骤如下：

(a)计算原边变结构补偿网络和副边变结构补偿网络包含的各补偿结构在当前系统工作状态下的耦合系数、原边变换器直流侧电压或副边变换器直流侧电压条件下所能达到的最大传输功率；

(b)对比额定传输功率与各补偿结构所能达到的最大传输功率，选择满足要求的补偿结构，若所有补偿结构的最大传输功率均小于额定功率，则选择可输出功率最大的补偿结构传输能量；

(c)计算满足要求的补偿结构在额定功率下或最大传输功率下的能量传输效率理论值，选出能量传输效率理论值最高的补偿结构；

(d)原边变结构补偿网络和副边变结构补偿网络通过切换开关，将变结构补偿网络的补偿结构切换为(c)中筛选的补偿结构。

图2提供了一种具有电容串联-串联和双LCC(LCC：由一个电感和两个电容以特定方式组成的电路结构)补偿结构的双向无线电能传输系统示意图，由图2所示，双向无线电能传输系统包括依次级联的原边全桥变换电路、原边变结构补偿网络、弱耦合变压器、副边变结构补偿网络和副边全桥变换电路；

所述由开关管Q₁、Q₂、Q₃和Q₄构成的原边全桥变换电路直流侧输入直流电压U_1dc，经过原边全桥变换器的逆变作用，将输入的直流电变换为高频交流电压U₁；

所述原、副边变结构补偿网络分别接收高频交流电压U₁和高频交流电压U₂，通过开关的断合选择不同的补偿结构，根据不同补偿网络存在的固有特性优化系统在不同耦合机构互感系数和直流侧电压情况下传输功率和效率，将补偿后的高频交流电压U'₁传递到耦合机构；

在图2所示的主电路中，原边变结构补偿网络包括原第一切换开关S_p1、原边第二切换开关S_p2、原边第三切换开关S_p3；原边补偿电感L_f1、原边第一补偿电容C_f1、原边第二补偿电容C₁、原边第三补偿电容C_s1；其中，第一切换开关S_p1、原边第二切换开关S_p2、分别并联控制原边补偿电感L_f1、原边第三补偿电容C_s1；原边第三切换开关S_p3串联控制原边第一补偿电容C_f1是否接入系统；

所述原边补偿电感L_f1的第一端连接在节点1上，第二端与原边第三补偿电容C_s1的第一端相连构成串联电路；原边第三补偿电容C_s1的第二端连接在节点3上，原边第二补偿电容C₁与原边第一补偿电容C_f1的第一端都连接在节点3上；原边第二补偿电容C₁的第二端与弱耦合变压器原边线圈L₁的第一端相连构成串联电路；原边第一补偿电容C_f1与弱耦合变压器原边线圈L₁的第二端连接在节点2上，在节点1和节点2间接入原边高频电压U₁；

在图2所示的主电路中，副边变结构补偿网络与原边变结构补偿网络相对称，同样包括包括副边第一切换开关S_s1、副边第二切换开关S_s2、副边第三切换开关S_s3；副边补偿电感L_f2、副边第一补偿电容C_f2、副边第二补偿电容C₂、副边第三补偿电容C_s2；其中，副边第一切换开关S_s1、副边第二切换开关S_s2、分别并联控制副边补偿电感L_f2、副边第三补偿电容C_s2；副边第三切换开关S_s3串联控制副边第一补偿电容C_f2的断合是否接入系统；

所述副边补偿电感L_f2的第二端连接在节点5上，第一端与副边第三补偿电容C_s2的第二端相连构成串联电路；副边第三补偿电容C_s2的第一端连接在节点6上，副边第二补偿电容C₂的第二端与控制第一补偿电容C_f2的第一端均连接在节点6上；副边第二补偿电容C₂的第一端与弱耦合变压器副边线圈L₂的第一端相连构成串联电路；控制第一补偿电容C_f2与弱耦合变压器副边线圈L₂的第二端连接在节点4上，在节点4和节点5间接入副边高频电压U₂；

所述由开关管Q₅、Q₆、Q₇和Q₈构成的副边全桥变换电路的直流侧输入直流电压U_2dc，经过副边全桥变换器的转换作用，将输入的直流电变换为高频交流电压U₂；

弱耦合变压器包括原边线圈和副边线圈构成，原副边线圈之间通过电磁感应原理相互耦合，用于以无线的方式传输电能；

根据不同补偿网络存在的固有特性以及系统的不同耦合机构互感系数和直流侧电压情况合理选择补偿结构的开断状态，当S_p1、S_s1闭合，S_p2、S_s2、S_p3、S_s3断开时，原、副边变结构补偿网络构成电容串联-串联补偿网络；当S_p1、S_s1断开，S_p2、S_s2、S_p3、S_s3闭合时，原、副边变结构补偿网络构成双LCC补偿网络。因此，通过对切换开关的控制，可以将变结构补偿网络在电容串联-串联补偿结构和双LCC补偿结构之间切换；

在图2中，原、副变结构补偿网络中的各个元件参数满足如下条件：

C_s1＝C_f1，且C_s2＝C_f2。其中，ω₀为原、副边补偿网络的谐振角频率，ω₀＝2πf₀，f₀为对应的谐振频率，M为弱耦合变压器原边线圈、副边线圈之间的互感系数；

在满足以上条件的情况下，当原副边励电压角频率为谐振角频率ω₀时，采用基波分析法(FHA)可得出，当原边、副边变结构补偿网络构成串联-串联补偿网络时，忽略损耗时稳态下的传输功率为：

当原边、副边变结构补偿网络构成双LCC补偿网络时，忽略损耗时稳态下的传输功率为：

其中，U₁、U₂分别为原、副边激励电压的基波有效值，δ为原副边激励电压U₁、U₂之间的基波相位差。可见，对于电容串联-串联补偿网络，其传输功率与互感系数M成反比，而对于双LCC补偿网络，其传输功率与互感M成正比。当互感系数较大时，双LCC补偿网络的最大传输功率相较于串联-串联补偿网络要高；当互感系数较小时，串联-串联补偿网络的最大传输功率相较于双LCC补偿网络要高；实际情况中，由于原边线圈固定于地面，而副边线圈安装在电动汽车上，由于用户每次停车的位置是随机的，因此原边线圈和副边线圈之间存在随机的偏移，而互感系数与原边、副边线圈的相对偏移有关，其会受到原副边之间的偏移影响，不为固定值，具体的解决方案为本发明提供的基于变补偿网络结构的双向无线电能传输方法。

工作状态下，电能传输是双向进行，由图1和图2可以看出系统的装置是以耦合机构相对称的，输入端和输出端工作原理一样，并没有严格意义上的原副之分，因此，本发明中为了简明阐述工作原理与双向无线电能传输系统的构成进行了单边的描述。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于变补偿网络结构的双向无线电能传输系统，其特征在于，包括原边变换器、原边变结构补偿网络、耦合机构、副边变结构补偿网络和副边变换器；

所述原边变换器的第一端输入或输出直流电压，第二端与原边变结构补偿网络的第一端连接；所述原边变换器将输入的原边直流电压转换为原边高频交流电压传递给原边变结构补偿网络，或将原边变结构补偿网络传递的原边高频交流电压变换为原边直流电压输出；

所述耦合机构的第一端连接所述原边变结构补偿网络的第二端，第二端连接副边变结构补偿网络的第一端，用于耦合原边变结构补偿网络与副边变结构补偿网络之间的高频交流电压，实现电能的传输；

所述原边变结构补偿网络的第一端接收原边高频交流电压，则第二端输出对应的高频交流电压经过耦合机构传递到副边变结构补偿网络的第一端；或所述原边变结构补偿网络的第二端接收副边变结构补偿网络经耦合机构传输的高频交流电压，则第一端输出对应的原边高频交流电压；

所述副边变结构补偿网络的第二端连接副边变换器的第一端；所述副边变结构补偿网络的第一端接收原边变结构补偿网络经耦合机构传输的高频交流电压，则第二端输出副边高频交流电压；或所述副边变结构补偿网络的第二端接收副边变换器传输的副边高频交流电压，则第一端输出高频交流电压经耦合机构耦合至原边变结构补偿网络的第二端；

所述原、副边变结构补偿网络包括若干可供选择的补偿元件和控制开关，根据系统所需传输功率与补偿元件接入系统可传输功率的对比结果，以及补偿元件可传输功率和效率与耦合机构的互感系数和原、副边直流侧电压之间的关系，通过控制开关选择补偿元件以将所述原、副边变结构补偿网络在电容串联-串联补偿网络和双LCC补偿网络之间切换，所述电容串联-串联补偿网络的传输功率与互感系数成反比，所述双LCC补偿网络的传输功率与互感系数成正比，实现系统在不同耦合机构互感系数和直流侧电压情况下传输功率和效率的最大化；

原边变结构补偿网络包括原边补偿电感L_f1、原边第一补偿电容C_f1、原边第二补偿电容C₁和原边第三补偿电容C_s1；原边第三补偿电容C_s1的两端分别连接原边补偿电感L_f1的一端和原边第二补偿电容C₁的一端，原边补偿电感L_f1的另一端连接原边变换器的第二端，原边第二补偿电容C₁的另一端连接耦合机构的第一端的一端点；原边第一补偿电容C_f1的一端通过原边第三切换开关S_p3连接耦合机构的第一端的另一端点，原边第一补偿电容C_f1的另一端连接原边第二补偿电容C₁的一端；原边补偿电感L_f1、原边第三补偿电容C_s1的两端分别并联有原边第一切换开关S_p1、原边第二切换开关S_p2；

副边变结构补偿网络包括副边补偿电感L_f2、副边第一补偿电容C_f2、副边第二补偿电容C₂和副边第三补偿电容C_s2；副边第三补偿电容C_s2的两端分别连接副边补偿电感L_f2的一端和副边第二补偿电容C₂的一端，副边补偿电感L_f2的另一端连接副边变换器的第二端，副边第二补偿电容C₂的另一端连接耦合机构的第二端的一端点；副边第一补偿电容C_f2的一端通过副边第三切换开关S_s3连接耦合机构的第二端的另一端点，副边第一补偿电容C_f2的另一端连接副边第二补偿电容C₂的一端；副边补偿电感L_f2、副边第三补偿电容C_s2的两端分别并联有副边第一切换开关S_s1、副边第二切换开关S_s2；

当原边第一切换开关S_p1、副边第一切换开关S_s1闭合，原边第二切换开关S_p2、副边第二切换开关S_s2、原边第三切换开关S_p3、副边第三切换开关S_s3断开时，原、副边变结构补偿网络构成电容串联-串联补偿网络；当原边第一切换开关S_p1、副边第一切换开关S_s1断开，原边第二切换开关S_p2、副边第二切换开关S_s2、原边第三切换开关S_p3、副边第三切换开关S_s3闭合时，原、副边变结构补偿网络构成双LCC补偿网络；

所述副边变换器的第一端与副边变结构补偿网络的第二端连接，所述副边变换器的第二端输入或发送输出副边直流电压；所述副边变换器的第二端输入副边直流电压变换为副边高频交流电压输出，或所述副边变换器的第一端输入的副边高频交流电压转换为副边直流电压输出。

2.如权利要求1所述的双向无线电能传输系统，其特征在于，所述耦合机构包括原边线圈和副边线圈，原线圈和副线圈之间通过电磁感应原理相互耦合，用于无线方式双向传输电能。

3.一种基于变补偿网络结构的双向无线电能传输方法，其特征在于，包括：

步骤(1)判断电能传输方向；

步骤(2)将发送端的直流电压转换为发送端高频交流电压；

步骤(3)根据发送端所需传输功率以及不同网络结构的固有特性，筛选符合需求的补偿方式；

步骤(4)通过补偿方式获取高频交流电压，经电磁感应耦合至接收端输出高频交流电压；

步骤(5)根据接收端所需传输功率，结合不同网络结构的固有特性，筛选符合需求的补偿方式；

步骤(6)将获取的接收端高频交流电压转换为直流电压输出；

其中，所述步骤(3)和所述步骤(5)中的网络结构包括电容串联-串联补偿网络和双LCC补偿网络之间切换，所述电容串联-串联补偿网络的传输功率与互感系数成反比，所述双LCC补偿网络的传输功率与互感系数成正比；

原边变结构补偿网络包括原边补偿电感L_f1、原边第一补偿电容C_f1、原边第二补偿电容C₁和原边第三补偿电容C_s1；原边第三补偿电容C_s1的两端分别连接原边补偿电感L_f1的一端和原边第二补偿电容C₁的一端，原边补偿电感L_f1的另一端连接原边变换器的第二端，原边第二补偿电容C₁的另一端连接耦合机构的第一端的一端点；原边第一补偿电容C_f1的一端通过原边第三切换开关S_p3连接耦合机构的第一端的另一端点，原边第一补偿电容C_f1的另一端连接原边第二补偿电容C₁的一端；原边补偿电感L_f1、原边第三补偿电容C_s1的两端分别并联有原边第一切换开关S_p1、原边第二切换开关S_p2；

副边变结构补偿网络包括副边补偿电感L_f2、副边第一补偿电容C_f2、副边第二补偿电容C₂和副边第三补偿电容C_s2；副边第三补偿电容C_s2的两端分别连接副边补偿电感L_f2的一端和副边第二补偿电容C₂的一端，副边补偿电感L_f2的另一端连接副边变换器的第二端，副边第二补偿电容C₂的另一端连接耦合机构的第二端的一端点；副边第一补偿电容C_f2的一端通过副边第三切换开关S_s3连接耦合机构的第二端的另一端点，副边第一补偿电容C_f2的另一端连接副边第二补偿电容C₂的一端；副边补偿电感L_f2、副边第三补偿电容C_s2的两端分别并联有副边第一切换开关S_s1、副边第二切换开关S_s2；

当原边第一切换开关S_p1、副边第一切换开关S_s1闭合，原边第二切换开关S_p2、副边第二切换开关S_s2、原边第三切换开关S_p3、副边第三切换开关S_s3断开时，原、副边变结构补偿网络构成电容串联-串联补偿网络；当原边第一切换开关S_p1、副边第一切换开关S_s1断开，原边第二切换开关S_p2、副边第二切换开关S_s2、原边第三切换开关S_p3、副边第三切换开关S_s3闭合时，原、副边变结构补偿网络构成双LCC补偿网络；

所述步骤(3)和步骤(5)均包括如下步骤：

(a)计算当前时刻各补偿方式工作状态所能达到的最大传输功率；

(b)对比额定传输功率与各补偿方式工作状态所能达到的最大传输功率，筛选满足要求的补偿方式；

(c)计算满足条件的补偿方式在工作状态下能量传输效率，筛选传输效率最高的补偿方式；

(d)采用最终筛选的补偿方式进行补偿，进而调整电能传输功率及效率。

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