直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:直流微電網(wǎng)母線；分布式電源，用于給直流微電網(wǎng)母線配電；變換器，連接在直流微電網(wǎng)母線和分布式電源之間，用于將分布式電源提供的第一電壓轉(zhuǎn)換成適于在直流微電網(wǎng)母線上傳輸?shù)牡谝恢绷麟妷?，其中在第一電壓是直流電壓的情況下，變換器將該第一電壓進行電壓適配；在第一電壓是交流電壓的情況下，變換器將該第一電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓并進行電壓適配。本發(fā)明降低了微電網(wǎng)對于分布式電源的控制要求，減小了微電網(wǎng)運行成本。
【專利說明】
直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電力變換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電能的需求越來越大，各國都制定相關(guān)政策鼓勵發(fā)展可再生能源(如光伏、風(fēng)能、燃料電池等)的分布式發(fā)電。與傳統(tǒng)的集中式發(fā)電不同，分布式發(fā)電是利用分散在用戶附近的小型發(fā)電單元來給用戶發(fā)電的模式。但是，分布式發(fā)電有其局限性。例如，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，分布式能源必須立即退出運行。為了盡可能地利用分布式發(fā)電所帶來的經(jīng)濟效益和改善可靠性，微電網(wǎng)開始應(yīng)用。微電網(wǎng)是由負荷和多個分布式電源組成的集合系統(tǒng)。多個分布式電壓發(fā)的電流到微電網(wǎng)的母線上，由微電網(wǎng)的母線上流到在一個小的區(qū)域內(nèi)需要用電的各個用戶。一個微電網(wǎng)一般在一個小的區(qū)域內(nèi)應(yīng)用，滿足這個小的區(qū)域內(nèi)的用戶要求。
[0003]目前研究的微電網(wǎng)都是交流微電網(wǎng)，即各分布式電源分別通過電力電子器件接入微電網(wǎng)的交流母線。也就是說，從各分布式電源最終流到微電網(wǎng)的母線上的電必須是交流。這是由于長期以來電網(wǎng)傳輸多采用交流供電造成的。因此，由于慣性思維導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)默認微電網(wǎng)母線上流的只能是交流電。交流微電網(wǎng)對于每個分布式電源的控制要求較高，它們輸出的電壓需要分別經(jīng)過逆變才能到母線，而且在控制時需同時考慮頻率、電壓和功率等多個要素(考慮各分布式電源產(chǎn)生的電壓的頻率、電壓和功率是否滿足在母線上傳輸?shù)囊?，不滿足則要進行變換)，需要多臺逆變器，造成了電力電子器件的極大浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是降低微電網(wǎng)對于分布式電源的控制要求，減小微電網(wǎng)運行成本。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)，包括:直流微電網(wǎng)母線；分布式電源，用于給直流微電網(wǎng)母線配電；變換器，連接在直流微電網(wǎng)母線和分布式電源之間，用于將分布式電源提供的第一電壓轉(zhuǎn)換成適于在直流微電網(wǎng)母線上傳輸?shù)牡谝恢绷麟妷海渲性诜植际诫娫刺峁┑牡谝浑妷菏侵绷麟妷旱那闆r下，變換器將該第一電壓進行電壓適配以獲得適于在直流微電網(wǎng)母線上傳輸?shù)牡谝恢绷麟妷?；在分布式電源提供的第一電壓是交流電壓的情況下，變換器將該第一電壓轉(zhuǎn)換成第二直流電壓并將第二直流電壓進行電壓適配以獲得適于在直流微電網(wǎng)母線上傳輸?shù)牡谝恢绷麟妷骸?br>[0006]由于慣性思維導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)默認微電網(wǎng)母線上流的只能是交流電，但實際上對于一些小區(qū)域內(nèi)的工廠、企業(yè)等微電網(wǎng)中的用戶來說，也是可以用直流電工作。本發(fā)明實施例克服了現(xiàn)有領(lǐng)域中的技術(shù)偏見，引入直流微電網(wǎng)。由于直流微電網(wǎng)母線流的是直流電，從而降低對控制的要求，也可以最大限度地利用分布式能源，更可以節(jié)約電力電子器件?？紤]到分布式電源可以是直流電源，也可以是交流電源，對于直流電源，用變換器將直流電源提供的第一電壓轉(zhuǎn)換成適于在直流微電網(wǎng)母線上傳輸?shù)牡谝恢绷麟妷?，對于交流電源，用變換器將該第一電壓轉(zhuǎn)換成第二直流電壓并將第二直流電壓進行電壓適配以獲得適于在直流微電網(wǎng)母線上傳輸?shù)牡谝恢绷麟妷?。這樣，就達到了無論交直流分布式電源，都可以通過本發(fā)明實施例的配電系統(tǒng)將提供的電能輸入母線的作用。
【附圖說明】
[0007]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)的示意圖。
[0008]圖2為分布式電源是直流電源的情況下圖1中變換器的具體電路圖。
[0009]圖3為分布式電源是交流電源的情況下圖1中變換器的具體電路圖。
[0010]圖4為圖2或圖3中的第一 /第二控制器的具體結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0011 ] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0012]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)I包括:直流微電網(wǎng)母線103，直流微電網(wǎng)所供電的各工廠、企業(yè)等(圖中未示)從該直流微電網(wǎng)母線103獲取電能；分布式電源101，用于給直流微電網(wǎng)母線103配電，圖1中示出包括燃料電池、生物質(zhì)電池、超級電容電池、光伏陣列電池等直流電源、以及風(fēng)力發(fā)電機等交流電源；變換器102，連接在直流微電網(wǎng)母線103和分布式電源101之間，用于將分布式電源101提供的第一電壓轉(zhuǎn)換成適于在直流微電網(wǎng)母線103上傳輸?shù)牡谝恢绷麟妷骸?br>[0013]在分布式電源101提供的第一電壓是直流電壓的情況下(如圖1中分布式電源101是燃料電池、生物質(zhì)電池、超級電容電池或光伏陣列電池的情況)，變換器102將該第一電壓進行電壓適配以獲得適于在直流微電網(wǎng)母線103上傳輸?shù)牡谝恢绷麟妷?，其一種具體結(jié)構(gòu)如下結(jié)合圖2詳述。
[0014]在分布式電源101提供的第一電壓是交流電壓的情況下(如圖1中分布式電源101是風(fēng)力發(fā)電機的情況)，變換器102將該第一電壓轉(zhuǎn)換成第二直流電壓并將第二直流電壓進行電壓適配以獲得適于在直流微電網(wǎng)母線103上傳輸?shù)牡谝恢绷麟妷?，其一種具體結(jié)構(gòu)如下結(jié)合圖3詳述。
[0015]圖2為分布式電源是直流電源的情況下圖1中變換器的一種具體電路圖。如圖2所示，變換器102包括:第一變換單元1021，用于將該第一電壓進行電壓適配以獲得第三直流電壓；第二變換單元1022，用于將第三直流電壓進行電壓適配以獲得第一直流電壓，其中第三直流電壓的幅值在第一電壓的幅值和第一直流電壓的幅值之間。
[0016]第一變換單元1021包括第一開關(guān)晶體管Gl、第二開關(guān)晶體管G2、第一變壓器LGl、第一整流元件DGl、第二整流元件DG2、第一儲能元件BGl、第一濾波電容CGl。第一變壓器LGl包括串聯(lián)的第一分變壓器LGll和第二分變壓器LG12。第一開關(guān)晶體管Gl、第二開關(guān)晶體管G2的發(fā)射極共同連到分布式電源101的負極。分布式電源101的正極連到第一分變壓器LGll和第二分變壓器LG12的原邊的相互連接端。第一開關(guān)晶體管G1、第二開關(guān)晶體管G2的集電極分別連到第一分變壓器LGll和第二分變壓器LG12的原邊的除了第一分變壓器LGll和第二分變壓器LG12的原邊的相互連接端之外的另一端。第一分變壓器LGll和第二分變壓器LG12的副邊的相互連接端與并聯(lián)的第一儲能元件BG1、第一濾波電容CGl的一端相連，第一分變壓器LGll和第二分變壓器LG12的副邊的除了第一分變壓器LGll和第二分變壓器LG12的副邊的相互連接端之外的另一端分別經(jīng)第一整流元件DG1、第二整流元件DG2與并聯(lián)的第一儲能元件BG1、第一濾波電容CGl的另一端相連，并聯(lián)的第一儲能元件BG1、第一濾波電容CGl的兩端輸出第三直流電壓。
[0017]第一開關(guān)晶體管G1、第二開關(guān)晶體管G2例如是實現(xiàn)斬波功能的IGBT。通過這兩個開關(guān)晶體管的開通和關(guān)斷進行斬波，輸入的第一電壓經(jīng)過這樣的交替斬波變?yōu)榻涣麟妷?。副邊的第一整流元件DGl和第二整流元件DG2 (例如，兩個功率開關(guān)管)與第一開關(guān)晶體管G1、第二開關(guān)晶體管G2的開通和關(guān)斷相對應(yīng)地交替導(dǎo)通，使得第一變壓器LGl的鐵芯進行交替地磁化和去磁，以完成能量從第一變壓器LGl的原邊到副邊的傳輸。例如，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)晶體管G1、第二開關(guān)晶體管G2的開關(guān)頻率為10kHz時，在第一變壓器LGl的原邊形成高頻交流電，并通過第一變壓器LGl將高頻交流電能傳遞到它的副邊。該高頻交流電能通過第一整流元件DGl和第二整流元件DG2以及第一濾波電容CGl后變成直流電，即第三直流電壓。同時該直流母線電壓給第一儲能元件BGl充電。
[0018]第二變換單元1022包括第二變壓器LG2、第三開關(guān)晶體管G3、第三整流元件DG3以及第二濾波電容CG2。第三開關(guān)晶體管G3的集電極連接第二變壓器LG2的原邊的一端，所述第三直流電壓加在第二變壓器LG2的原邊的另一端與第三開關(guān)晶體管G3的發(fā)射極之間。第二變壓器LG2的副邊的一端連接到第三整流元件DG3的一端，第三整流元件DG3的另一端和第二變壓器LG2的副邊的另一端之間連接有第二濾波電容CG2并輸出第一直流電壓。
[0019]第三直流電壓經(jīng)由第三開關(guān)晶體管G3斬波，在第二變壓器LG2輸出側(cè)形成高頻交流電。該高頻交流電通過第三整流元件DG3以及第二濾波電容CG2輸出直流電，即第一直流電壓并入直流微網(wǎng)。
[0020]實際上，變換器101也可以只包括第一變換單元1021，不包括第二變換單元1022。包括第二變換單元的好處是:第二變換單元1022為隔離單元，用于電氣絕緣和回路隔離。這樣，增加了電網(wǎng)的安全性。通過調(diào)節(jié)第一開關(guān)管Gl和第二開關(guān)管G2的關(guān)斷狀態(tài)改變占空比進行電壓調(diào)整，使得變換器能夠處理更寬的輸入電壓范圍。這比僅能調(diào)節(jié)第一開關(guān)管Gl的關(guān)斷狀態(tài)，對整個電路來說，要安全得多，同時輸入電壓范圍也大。
[0021 ] 另外，第三開關(guān)晶體管G3的占空比可調(diào)，通過調(diào)節(jié)其占空比進一步降低電壓為了增加電網(wǎng)的安全性，實現(xiàn)更寬范圍的電壓輸入范圍。
[0022]采用上述第一儲能元件BGl的好處是，它能夠在分布式電源提供的電能較多時，存儲一部分能量。等到分布式電源提供的電能變少時，從存儲的能量中放出一部分幫助能量的供給，因此，本發(fā)明實施例的配電系統(tǒng)不僅能給直流母線配電(完成分布式電源提供的電能與直流母線上適于傳輸?shù)碾娔艿霓D(zhuǎn)換)，還能實現(xiàn)儲能以便在能量滿足不了需要時放能的效果。
[0023]如圖2所示，變換器102還包括:第一控制器1024，用于感測第一電壓，并根據(jù)第一電壓并根據(jù)第一電壓與第一直流電壓的比控制第一變換單元1021和第二變換單元1022的電壓適配。
[0024]具體地說，如圖4所示，第一控制器1024包括:電壓傳感器401、采樣單元402、處理器403、驅(qū)動器404。電壓傳感器401感測分布式電源輸出的第一電壓。米樣單兀402對第一電壓進行采樣，從而處理器403才能進行處理。處理器403(如DSP2812處理器)根據(jù)采樣后的第一電壓，根據(jù)第一電壓與已知的第一直流電壓的比來控制第一開關(guān)晶體管G1、第二開關(guān)晶體管G2、第三開關(guān)晶體管G3的開通/關(guān)斷。驅(qū)動器404執(zhí)行這些開通/關(guān)斷。
[0025]處理器403使第一開關(guān)晶體管G1、第二開關(guān)晶體管G2、第三開關(guān)晶體管G3的每個開關(guān)周期中正電平時間和負電平時間比例相當(dāng)，且正電平的幅值與負電平的幅值相等。因此，每個開關(guān)周期內(nèi)，變壓器磁芯的磁密度都會回到零點。因此，圖2的這種拓撲，相對于其它變換器的拓撲，使變壓器的磁芯不容易出現(xiàn)直流磁化，這也是圖2的拓撲的另一個好處。
[0026]圖3為分布式電源是交流電源的情況下圖1中變換器的具體電路圖。變換器102包括:第三變換單元1023，用于將該第一電壓轉(zhuǎn)換成第二直流電壓；第四變換單元1021’，用于將該第二直流電壓進行電壓適配以獲得第四直流電壓；第五變換單元1022’，用于將第四直流電壓進行電壓適配以獲得第一直流電壓，其中第四直流電壓的幅值在第二直流電壓的幅值和第一直流電壓的幅值之間。
[0027]第三變換單元1023包括第四整流元件D1、儲能電容Cn、第四變壓器T2、第七整流元件D2、第八整流元件Dc、第三變壓器T1、第五整流元件D3、第四開關(guān)晶體管S、第六整流元件Dn、第三濾波電容Cf、負載電阻RL。
[0028]第四整流元件D1、儲能電容Cn串聯(lián)在分布式電源101的兩端，分布式電源101與第四整流元件Dl連接的一端連接第三變壓器Tl的原邊的一端，分布式電源101與儲能電容Cn連接的一端通過串聯(lián)的第四開關(guān)晶體管S、第五整流元件D3連接第三變壓器Tl的原邊的另一端，儲能電容Cn與第四整流元件Dl連接的一端還連接第四變壓器T2的副邊的一端，第四變壓器T2的副邊的另一端通過第七整流元件D2連接到第五整流元件D3與第四開關(guān)晶體管S連接的一端。
[0029]第三變壓器Tl的副邊的一端連接第六整流元件Dn的一端，第六整流元件Dn的另一端與第三變壓器Tl的副邊的另一端之間連接有并聯(lián)的第三濾波電容Cf和負載電阻RL并輸出第二直流電壓，第六整流元件Dn的所述另一端還連接第四開關(guān)晶體管S與儲能電容Cn連接的一端，第三變壓器Tl的副邊的所述另一端還連接到第四變壓器T2的原邊的一端，第四變壓器T2的原邊的另一端通過第八整流元件Dc連接到第四開關(guān)晶體管S與儲能電容Cn連接的一端。
[0030]由第三變壓器Tl、第四開關(guān)晶體管S、第四整流元件D1、第五整流元件D3、第六整流元件Dn、第三濾波電容Cf以及負載電阻RL構(gòu)成第三變換單元1023的主支路。它是由分布式電壓輸出的第一電壓來供電的支路。即，當(dāng)?shù)谒拈_關(guān)晶體管S接通時，第一電壓進入第三變壓器Tl的原邊，在第三變壓器Tl的副邊感生出交流電壓，該交流電壓在第六整流元件Dn、第三濾波電容Cf以及負載電阻RL的作用下成為第二直流電壓。
[0031]第四變壓器T2、與第四變壓器T2相連的儲能電容Cn、第七整流元件D2、第八整流元件Dc構(gòu)成第三變換單元1023的輔支路，它是由儲能電容Cn來供電的支路。當(dāng)分布式電源輸出的電壓過剩時，由于第四整流元件Dl導(dǎo)通，有一部分電能在儲能電容Cn中存儲起來。當(dāng)分布式電壓輸出的電壓不足時，儲能電容就通過輔支路通過第四變壓器T2的副邊在并聯(lián)的負載電阻RL和第三濾波電容Cf兩端放電。
[0032]因此，由于圖3中的儲能電容Cn，達到了使對于交流分布式電源來說的變換器不僅能夠?qū)⒔涣鞯姆植际诫娫?01提供的交流電壓轉(zhuǎn)換成適于在直流微電網(wǎng)母線上傳輸?shù)牡谝恢绷麟妷?，還能夠存儲一部分交流的分布式電源提供的能量備用，在需要時放出的，達到了提高能源利用效率的效果。由于主支路和輔支路同時工作，第七整流元件D2和第五整流元件D3有防止這兩個支路產(chǎn)生循環(huán)電流的效果。
[0033]由于分布式電源通過第四整流元件Dl給儲能電容Cn供電，儲能電容Cn兩端的電壓小于分布式電源輸出的電壓，即儲能電容Cn的電壓被箝位，產(chǎn)生了對功率開關(guān)晶體管沒有產(chǎn)生附加的電壓應(yīng)力的優(yōu)點。
[0034]另外，在第四開關(guān)晶體管S接通時，由第三變壓器Tl直接傳遞大部分能量到負載，降低了開關(guān)具體管的電流應(yīng)力，提高了變換器的效率。
[0035]第三變壓器Tl的原邊開關(guān)晶體管導(dǎo)通時，副邊的二極管Dn處于截止?fàn)顟B(tài)，輸入側(cè)電能存儲到變壓器繞組中；原邊開關(guān)晶體管截止時，副邊二極管導(dǎo)通，能量釋放到負載。圖3的第三變換單元1023中的第三變壓器Tl的右側(cè)的元件數(shù)量也是很少的，這也是該電路低成本的原因之一。
[0036]從圖3的第三變換單元1023中的第三變壓器Tl的左側(cè)看，能量是時刻都通過第三變壓器Tl直接傳遞的。因此圖3中的第三變換單元1023具有大功率、寬電壓、寬電流和高可靠性的特點。
[0037]第四變換單元1021’與圖2中的第一變換單元1021類似，其包括第五開關(guān)晶體管G1’、第六開關(guān)晶體管G2’、第五變壓器LG1’、第九整流元件DG1’、第十整流元件DG2’、第二儲能元件BG1’、第四濾波電容CG1’。第五變壓器LG1’包括串聯(lián)的第三分變壓器LGlI’和第四分變壓器LG12’，第五開關(guān)晶體管G1’、第六開關(guān)晶體管G2’的發(fā)射極共同連到分布式電源101的負極，分布式電源101的正極連到第三分變壓器LG11’和第四分變壓器LG12’的原邊的相互連接端，第五開關(guān)晶體管G1’、第六開關(guān)晶體管G2’的集電極分別連到第三分變壓器LG11’和第四分變壓器LG12’的原邊的除了第三分變壓器LG11’和第四分變壓器LG12’的原邊的相互連接端之外的另一端。第三分變壓器LG11’和第四分變壓器LG12’的副邊的相互連接端與并聯(lián)的第二儲能元件BG1’、第四濾波電容CG1’的一端相連，第三分變壓器LG11’和第四分變壓器LG12’的副邊的除了第三分變壓器LG11’和第四分變壓器LG12’的副邊的相互連接端之外的另一端分別經(jīng)第九整流元件DG1’、第十整流元件DG2’與并聯(lián)的第二儲能元件BG1’、第四濾波電容CG1’的另一端相連，并聯(lián)的第二儲能元件BG1’、第四濾波電容CG1’的兩端輸出第四直流電壓。
[0038]第五變換單元1022’與圖2中的第二變換單元1022是類似的，其包括第六變壓器LG2’、第七開關(guān)晶體管G3’、第十一整流元件DG3’以及第五濾波電容CG2’。第七開關(guān)晶體管G3’的集電極連接第六變壓器LG2’的原邊的一端，所述第三直流電壓加在第六變壓器LG2’的原邊的另一端與第七開關(guān)晶體管G3’的發(fā)射極之間。第六變壓器LG2’的副邊的一端連接到第十一整流元件DG3’的一端，第十一整流元件DG3’的另一端和第六變壓器LG2’的副邊的另一端之間連接有第五濾波電容CG2’并輸出第一直流電壓。
[0039]由于第四變換單元1021’與圖2中的第一變換單元1021類似，且第五變換單元1022’與圖2中的第二變換單元1022是類似的，因此，它們的工作原理同上。
[0040]如圖3所示，變換器102還包括:第二控制器1025，用于感測第一電壓，并根據(jù)第一電壓并根據(jù)第一電壓與第一直流電壓的比控制第三變換單元1023的交直流電壓轉(zhuǎn)換、第四變換單元1021’和第五變換單元1022’的電壓適配。
[0041]具體地說，如圖4所示，第二控制器1025包括:電壓傳感器401、采樣單元402、處理器403、驅(qū)動器404。電壓傳感器401感測分布式電源輸出的第一電壓。米樣單兀402對第一電壓進行采樣，從而處理器403才能進行處理。處理器403(如DSP2812處理器)根據(jù)采樣后的第一電壓，根據(jù)第一電壓與已知的第一直流電壓的比來控制第四開關(guān)晶體管S、第五開關(guān)晶體管G1’、第六開關(guān)晶體管G2’、第七開關(guān)晶體管G3’的開通/關(guān)斷。驅(qū)動器404執(zhí)行這些開通/關(guān)斷。
[0042]處理器403使第四開關(guān)晶體管S、第五開關(guān)晶體管G1’、第六開關(guān)晶體管G2’、第七開關(guān)晶體管G3’的每個開關(guān)周期中正電平時間和負電平時間比例相當(dāng)，且正電平的幅值與負電平的幅值相等。因此，每個開關(guān)周期內(nèi)，變壓器磁芯的磁密度都會回到零點。因此，圖3的這種拓撲，相對于其它變換器的拓撲，使變壓器的磁芯不容易出現(xiàn)直流磁化，這也是圖3的拓撲的另一個好處。
[0043]以上僅是示例性示出了本發(fā)明的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對上述實施例進行不違背本發(fā)明主旨前提下的變形、修改、替換，它們都落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)(1)，包括: 直流微電網(wǎng)母線(103); 分布式電源(101)，用于給直流微電網(wǎng)母線(103)配電； 變換器(102)，連接在直流微電網(wǎng)母線(103)和分布式電源(101)之間，用于將分布式電源(101)提供的第一電壓轉(zhuǎn)換成適于在直流微電網(wǎng)母線(103)上傳輸?shù)牡谝恢绷麟妷?，其? 在分布式電源(101)提供的第一電壓是直流電壓的情況下，變換器(102)將該第一電壓進行電壓適配以獲得適于在直流微電網(wǎng)母線(103)上傳輸?shù)牡谝恢绷麟妷?；在分布式電?101)提供的第一電壓是交流電壓的情況下，變換器(102)將該第一電壓轉(zhuǎn)換成第二直流電壓并將第二直流電壓進行電壓適配以獲得適于在直流微電網(wǎng)母線(103)上傳輸?shù)牡谝恢绷麟妷骸?.根據(jù)權(quán)利要求1的直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)(I)，其中在分布式電源(101)提供的第一電壓是直流電壓的情況下，變換器(102)包括: 第一變換單元(1021)，用于將該第一電壓進行電壓適配以獲得第三直流電壓； 第二變換單元(1022)，用于將第三直流電壓進行電壓適配以獲得第一直流電壓，其中第三直流電壓的幅值在第一電壓的幅值和第一直流電壓的幅值之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1的直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)(I)，其中在分布式電源(101)提供的第一電壓是交流電壓的情況下，變換器(102)包括: 第三變換單元(1023)，用于將該第一電壓轉(zhuǎn)換成第二直流電壓； 第四變換單元(1021’)，用于將該第二直流電壓進行電壓適配以獲得第四直流電壓； 第五變換單元(1022 ’)，用于將第四直流電壓進行電壓適配以獲得第一直流電壓，其中第四直流電壓的幅值在第二直流電壓的幅值和第一直流電壓的幅值之間。4.根據(jù)權(quán)利要求2的直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)(I)，其中第一變換單元(1021)包括第一開關(guān)晶體管(Gl)、第二開關(guān)晶體管(G2)、第一變壓器(LGl)、第一整流元件(DGl)、第二整流元件(DG2)、第一儲能元件(BGl)、第一濾波電容(CGl)，其中 第一變壓器(LGl)包括串聯(lián)的第一分變壓器(LGll)和第二分變壓器(LG12)，第一開關(guān)晶體管(G1)、第二開關(guān)晶體管(G2)的發(fā)射極共同連到分布式電源(101)的負極，分布式電源(101)的正極連到第一分變壓器(LGll)和第二分變壓器(LG12)的原邊的相互連接端，第一開關(guān)晶體管(G1)、第二開關(guān)晶體管(G2)的集電極分別連到第一分變壓器(LGll)和第二分變壓器(LG12)的原邊的除了第一分變壓器(LGll)和第二分變壓器(LG12)的原邊的相互連接端之外的另一端； 第一分變壓器(LGll)和第二分變壓器(LG12)的副邊的相互連接端與并聯(lián)的第一儲能元件(BGl)、第一濾波電容(CGl)的一端相連，第一分變壓器(LGll)和第二分變壓器(LG12)的副邊的除了第一分變壓器(LGll)和第二分變壓器(LG12)的副邊的相互連接端之外的另一端分別經(jīng)第一整流元件(DGl)、第二整流元件(DG2)與并聯(lián)的第一儲能元件(BGl)、第一濾波電容(CGl)的另一端相連，并聯(lián)的第一儲能元件(BGl)、第一濾波電容(CGl)的兩端輸出第三直流電壓。5.根據(jù)權(quán)利要求2的直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)(I)，其中第二變換單元(1022)包括第二變壓器(LG2)、第三開關(guān)晶體管(G3)、第三整流元件(DG3)以及第二濾波電容(CG2)，其中 第三開關(guān)晶體管(G3)的集電極連接第二變壓器(LG2)的原邊的一端，所述第三直流電壓加在第二變壓器(LG2)的原邊的另一端與第三開關(guān)晶體管(G3)的發(fā)射極之間； 第二變壓器(LG2)的副邊的一端連接到第三整流元件(DG3)的一端，第三整流元件(DG3)的另一端和第二變壓器(LG2)的副邊的另一端之間連接有第二濾波電容(CG2)并輸出第一直流電壓。6.根據(jù)權(quán)利要求2的直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)(I)，其中變換器(102)包括: 第一控制器(1024)，用于感測第一電壓，并根據(jù)第一電壓并根據(jù)第一電壓與第一直流電壓的比控制第一變換單元(1021)和第二變換單元(1022)的電壓適配。7.根據(jù)權(quán)利要求3的直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)(I)，其中 第三變換單元(1023)包括第四整流元件(Dl)、儲能電容(Cn)、第四變壓器(T2)、第七整流元件(D2)、第八整流元件(Dc)、第三變壓器(Tl)、第五整流元件(D3)、第四開關(guān)晶體管(S)、第六整流元件(Dn)、第三濾波電容(Cf)、負載電阻(RL)，其中 第四整流元件(D1)、儲能電容(Cn)串聯(lián)在分布式電源(101)的兩端，分布式電源(101)與第四整流元件(Dl)連接的一端連接第三變壓器(Tl)的原邊的一端，分布式電源(101)與儲能電容(Cn)連接的一端通過串聯(lián)的第四開關(guān)晶體管(S)、第五整流元件(D3)連接第三變壓器(Tl)的原邊的另一端，儲能電容(Cn)與第四整流元件(Dl)連接的一端還連接第四變壓器(T2)的副邊的一端，第四變壓器(T2)的副邊的另一端通過第七整流元件(D2)連接到第五整流元件(D3)與第四開關(guān)晶體管(S)連接的一端； 第三變壓器(Tl)的副邊的一端連接第六整流元件(Dn)的一端，第六整流元件(Dn)的另一端與第三變壓器(Tl)的副邊的另一端之間連接有并聯(lián)的第三濾波電容(Cf)和負載電阻(RL)并輸出第二直流電壓，第六整流元件(Dn)的所述另一端還連接第四開關(guān)晶體管(S)與儲能電容(Cn)連接的一端，第三變壓器(Tl)的副邊的所述另一端還連接到第四變壓器(T2)的原邊的一端，第四變壓器(T2)的原邊的另一端通過第八整流元件(Dc)連接到第四開關(guān)晶體管(S)與儲能電容(Cn)連接的一端。8.根據(jù)權(quán)利要求3的直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)(I)，其中 第四變換單元(1021’)包括第五開關(guān)晶體管(G1’)、第六開關(guān)晶體管(G2’)、第五變壓器(LG1’ )、第九整流元件(DG1’ )、第十整流元件(DG2’ )、第二儲能元件(BG1’ )、第四濾波電容(CG1’)，其中 第五變壓器(LG1’ )包括串聯(lián)的第三分變壓器(LG1T )和第四分變壓器(LG12’)，第五開關(guān)晶體管(G1’)、第六開關(guān)晶體管(G2’)的發(fā)射極共同連到分布式電源(101)的負極，分布式電源(101)的正極連到第三分變壓器(LG1T )和第四分變壓器(LG12’ )的原邊的相互連接端，第五開關(guān)晶體管(G1’)、第六開關(guān)晶體管(G2’)的集電極分別連到第三分變壓器(LG1T )和第四分變壓器(LG12’ )的原邊的除了第三分變壓器(LG1T )和第四分變壓器(LG12’ )的原邊的相互連接端之外的另一端； 第三分變壓器(LG1T )和第四分變壓器(LG12’ )的副邊的相互連接端與并聯(lián)的第二儲能元件(BG1’)、第四濾波電容(CG1’ )的一端相連，第三分變壓器(LG1T )和第四分變壓器(LG12’ )的副邊的除了第三分變壓器(LG1T )和第四分變壓器(LG12’ )的副邊的相互連接端之外的另一端分別經(jīng)第九整流元件(DG1’)、第十整流元件(DG2’ )與并聯(lián)的第二儲能元件(BG1’)、第四濾波電容(CG1’)的另一端相連，并聯(lián)的第二儲能元件(BG1’)、第四濾波電容(CG1’ )的兩端輸出第四直流電壓。9.根據(jù)權(quán)利要求3的直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)(I)，其中第五變換單元(1022’)包括第六變壓器(LG2’)、第七開關(guān)晶體管(G3’)、第十一整流元件(DG3’)以及第五濾波電容(CG2’)，其中 第七開關(guān)晶體管(G3’ )的集電極連接第六變壓器(LG2’ )的原邊的一端，所述第三直流電壓加在第六變壓器(LG2’ )的原邊的另一端與第七開關(guān)晶體管(G3’ )的發(fā)射極之間； 第六變壓器(LG2’ )的副邊的一端連接到第十一整流元件(DG3’ )的一端，第十一整流元件(DG3’ )的另一端和第六變壓器(LG2’ )的副邊的另一端之間連接有第五濾波電容(CG2’ )并輸出第一直流電壓。10.根據(jù)權(quán)利要求3的直流微電網(wǎng)配電系統(tǒng)(I)，其中變換器(102)包括: 第二控制器(1025)，用于感測第一電壓，并根據(jù)第一電壓并根據(jù)第一電壓與第一直流電壓的比控制第三變換單元(1023)的交直流電壓轉(zhuǎn)換、第四變換單元(1021’)和第五變換單元(1022’ )的電壓適配。
【文檔編號】H02J1/12GK106033885SQ201510126113
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月20日
【發(fā)明人】周友, 吳峂
【申請人】神華集團有限責(zé)任公司, 北京低碳清潔能源研究所