[实用新型]一种用于直流电网储能的双向DC-DC变换器

说明书

技术领域

本实用新型属于电力电子领域，具体涉及一种用于直流电网储能的双向DC-DC变换器。

背景技术

随着传统化石能源(如石油、煤炭、天然气等)的迅速消耗，以及由此带来的世界能源危机和环境污染等问题的日益加剧，合理开发和利用绿色可再生能源已成为人类的迫切需要。对于可再生能源而言，太阳能光伏发电、风力发电和燃料电池动力系统受到了人们越来越多的重视，而如何将这些新能源并网发电，变换为用户可以直接利用的电能，是分布式发电领域主要的研究方向。储能装置在分布式可再生能源并网发电系统中扮演至关重要的角色，为了解决储能装置并联时的低电压和并网所需高电压之间的电压水平不匹配问题，需要用到高电压大容量双向DC-DC储能变换器。

超级电容器是一种重要的储能元件，具有功率密度大、充放电效率高、循环寿命长等特点，在微电网系统、新能源发电、制动能量吸收利用系统等场合有着广泛的应用前景。在高压、大容量的超级电容储能应用场合，由于储能电容单体(或电容单体串联的组件)电压较低，通常需要由多个单体或组件串联构成系统。而超级电容单体元件参数离散性较大，由多个单体直接串联的系统需要考虑电压均衡问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于直流电网储能的双向DC-DC变换器，以应用于高压、大容量储能场合。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种用于直流电网储能的双 向DC-DC变换器，其特征在于，由LC滤波单元，半桥电路，网侧电感L和网侧滤波电容C组合而成；该双向DC-DC变换器包括n个滤波电感L₁，L₂……L_n；n个滤波电容C₁，C₂……C_n；2n个高频功率开关管T_1u，T_2u……T_nu及T_1d，T_2d……T_nd和2n个与高频功率开关管反并联的二极管D_1u，D_2u……D_nu及D_1d，D_2d……D_nd；一个网侧滤波电感L和电容C；所述半桥电路的下桥臂依次串联起来后与网侧滤波电感L串联再与网侧滤波电容C并联接至直流电网；所述半桥电路的桥臂两端通过滤波单元连接超级电容单体。

本实用新型的有益效果是，可有助于减小超级电容单体电压低与应用场合电压高之间的矛盾，在同功率条件下采用此双向DC-DC变换器开关器件的电压、电流应力小，在相同输出电流纹波条件下所需的电感仅为单半桥拓扑的1/N²(N为级联模块数)等特点，在高压、大功率双向电能变换场合具有优势。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种用于直流电网储能的双向DC-DC变换器电路原理图。

图2(a)、(b)是采用本实用新型双向DC-DC变换器超级电容储能状态下的电流路径图。

图3(a)、(b)是采用本实用新型双向DC-DC变换器超级电容释能状态下的电流路径图。

具体实施方式

结合附图，对优选实施例作详细描述。

图1是一种用于直流电网储能的双向DC-DC变换器电路原理图。其电路由LC滤波单元，半桥电路，网侧电感L和网侧滤波电容C组合而成；其中双向DC-DC变换器有n个滤波电感L₁，L₂……L_n；n个滤波电容C₁，C₂……C_n；2n个高频功率开关管T_1u，T_2u……T_nu及T_1d，T_2d……T_nd和2n个与高频功率开关管反并联的二极管D_1u，D_2u……D_nu及D_1d，D_2d……D_nd；一个网侧滤波电感L和电容C；所述半桥电路的下桥臂依次串联起来后与网侧滤波电感L串联再与网 侧滤波电容C并联接至直流电网；所述半桥电路的桥臂两端通过滤波单元连接超级电容单体。