[发明专利]分布直流电网接口

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子的技术领域，具体地，涉及一种分布直流电网接口，其可将多路12V直流从输入端升压至120V直流送至储能装置，将多路120V直流从输入端降压至12V直流送至储能装置；或将12V直流从储能装置升压至120V直流送至多路输入端、将120V直流从储能装置降压至12V直流送至多路输入端。

背景技术

分布直流电网接口是微电网重要组成部分。随着我围微电网的迅猛发展，对于分布直流电网接口的需求越来越旺盛，对分布直流电网接口功率传输的灵活性要求也越来越高。稳定性好、功率传输灵活的分布直流电网接口符合微电网的发展要求，具有良好的应用前景。

为了完成双向直流功率传输，分布直流电网接口可以采用带隔离型的分布直流电网接口和非隔离型的分布直流电网接口。与带隔离型的分布直流电网接口相比，非隔离型的分布直流电网接口具有结构简单、成本低廉、电源利用率高、稳定可靠的优点。

经过对现有适合分布直流电网的接口技术的检索发现，文章《永磁风力发电机分布式直流并网动态电压解耦补偿控制》(《电机与控制学报》，20011第5期)中描述的直流变换器的结构复杂、功能不全、不能实现双向功率参数、且效率较低、成本较高。

为此需要采用新的分布直流电网接口，以便于简化结构、提高电源利用率、简化控制、保证供电质量。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种分布直流电网接口，其能够实现双向直流升降压，具有高升压比、结构简单、控制简便、成本低廉等优点。

为实现上述目的，本发明提供了一种分布直流电网接口，其包括多个依次级联的接口电路和一个储能装置，其中，各个接口电路的结构相同，所述接口电路的输入端与各自的直流电源的输出端相连，输出端与所述储能装置的输入端相连；

所述接口电路为双向直流功率传输开关电路，其包括第一电解电容、第二电解电容、第一电阻、第二电阻、第一电感和四个IGBT，其中，所述第一电解电容正极与直流电源的输入正极相连，其负极与直流电源的输入负极相连；所述第二电解电容正极与直流电源的输出正极相连，其负极与直流电源的输出负极相连；所述第一电阻为稳定电阻，其两端与所述第一电解电容两端并联；所述第二电阻为稳定电阻，其两端与所述第二电解电容两端并联；所述第一电感两端分别与第一节点和第二节点相连；第一IGBT集电极与所述输入正极相连，其发射极与所述第一节点相连；第二IGBT集电极与所述第一节点相连，其发射极与所述输入负极相连；第三IGBT集电极与所述输出正极相连，其发射极与所述第二节点相连；第四IGBT集电极与所述第二节点相连，其发射极与所述输出负极相连；

其中，所述第一节点为所述第一IGBT与第二IGBT构成的桥臂中点；所述第二节点为所述第三IGBT与第四IGBT构成的桥臂中点；

所述储能装置为包含多个接入端口的蓄电池或大电容。

根据上述的分布直流电网接口，其中，所述四个IGBT的门极接收PWM脉冲控制信号，并且当第一IGBT以一定的占空比开通关断，第二、三、四IGBT始终开通时，分布直流电网接口电路正向降压；当第二IGBT以一定占空比开通关断，第一、三、四IGBT始终开通时，分布直流电网接口电路正向升压；当第三IGBT以一定占空比开通关断，第一、二、四IGBT始终开通时，分布直流电网接口电路反向降压；当第四IGBT以一定占空比开通关断，第一、二、三IGBT始终开通时，分布直流电网接口电路正向降压。

根据上述的分布直流电网接口，其中，所述第一电解电容和第二电解电容的电容值为2200μF，耐压为450V。

根据上述的分布直流电网接口，其中，所述第一电阻的电阻值为200kΩ，功率为2W。

根据上述的分布直流电网接口，其中，所述第一电感的电感值为1mH，载流量为20A。

根据上述的分布直流电网接口，其中，所述第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT和第四IGBT的额定电流为35A，额定温度为100℃，耐压为600V，开关频率为20kHz。

根据上述的分布直流电网接口，其中，所述单个接口电路功率等级为5.0kW。

因此，本发明的分布直流电网接口采利用双向直流功率传输开关电路将交流电压转换为可升降的直流电压进行处理，可实现双向直流功率传输和直流储能配电，其电路结构简单、控制简便、输出电压稳定性好，符合微电网的发展要求，且具有设计结构新颖、通用性强、成本低廉等优点。

附图说明