專利名稱：一種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及分布式發(fā)電領域，特別涉及ー種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路。
背景技術：
風光一體儲能系統(tǒng)是利用當?shù)仫L能和太陽能資源的互補性，將風カ發(fā)電機組和太陽能光伏陣列產生的電能存儲起來，待需要的時候進行離網發(fā)電或并網發(fā)電。現(xiàn)有技術的風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路拓撲多采用兩電平拓撲和硬開關技木，聞頻化一直是電カ電子學追求的目標，隨著電壓等級和功率等級的升尚，伴隨著聞頻化，兩電平拓撲的功率器件的開關損耗和電磁干擾問題成為日益突出的矛盾。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術中的不足之處而提供一種可減輕開關器件的電壓應力、降低開關損耗，提高系統(tǒng)效率，改善電磁干擾、提高系統(tǒng)的可靠性的風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路。為此給出ー種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，包括光伏陣列、風カ發(fā)電機、整流電路和儲能裝置，還包括第一三電平BUCK-B00ST電路和第二三電平BUCK-B00ST電路；光伏陣列采集的電能經第一三電平BUCK-B00ST電路把電能儲存在儲能裝置；風力發(fā)電機采集的電能經整流電路整流后經第二三電平BUCK-B00ST電路把電能儲存在儲能 裝置；第一三電平BUCK-B00ST電路包括開關管VT10、VT11、電感L10、ニ極管DIO、DlU電容 C10、C11、C12、C13 ；第二三電平BUCK-B00ST電路包括開關管VT20、VT21、電感L20、ニ極管D20、D21、電容 C20、C21、C22、C23 ；光伏陣列的正極和開關管VTlO的漏極、電容ClO的正極連接，開關管VTlO的源極和電感LlO的一端、ニ極管DlO的陰極連接，ニ極管DlO的陽極和電容C12的負極、ニ極管D20的陽極、電容C22的負極、儲能裝置的負極連接，電感LlO的另一端和開關管VTll的漏極、ニ極管Dll的陽極連接，開關管VTll的源極和光伏陣列的負極、電容Cll的負極連接，ニ極管Dll的陰極和電容C13的正極、ニ極管D21的陰極、電容C23的正極、儲能裝置防反接開關Kl的一端連接，儲能裝置防反接開關Kl的另一端和儲能裝置的正極連接，電容ClO的負極和電容Cll的正極、電容C12的正極、電容C13的負極連接；風カ發(fā)電機的輸出端和整流電路的輸入端連接，整流電路的輸出端正極和開關管VT20的漏極、電容C20的正極連接，開關管VT20的源極和電感L20的一端、ニ極管D20的陰極連接，整流電路的輸出端負極和開關管VT21的源極、電容C21的負極連接，開關管VT21的漏極和電感L20的另一端、ニ極管Dll的陽極連接，電容C20的負極和電容C21的正極、電容C22的正極、電容C23的負極連接。其中，風光ー體儲能系統(tǒng)的充電電路還設置有電感し11、し12、し21、し22、電容010、Cr20、CslO、Cs20、ニ極管 D12、D13、D14、D15、D16、D17、D22、D23、D24、D25、D26、D27 ；電感Lll串接于ニ極管DlO的正極與電容C12的負極之間；ニ極管D12的陰極和開關管VTlO的源極、電感LlO的一端、ニ極管DlO的陰極、電容CrlO的一端連接，ニ極管D12的陽極和ニ極管D13的陰極、電容CslO的一端連接，電容CslO的另一端和ニ極管DlO的陽極、電感Lll的一端連接，電感Lll的另一端和ニ極管D14的陽極、電容C12的負極連接，ニ極管D14的陰極和ニ極管D13的陽極、電容CrlO的另一端連接；電感L12串接于ニ極管Dll的正極與電容C13的正極之間；ニ極管D15的陽極和開關管VTll的源極、電感LlO的另一端、ニ極管Dll的陽極、電容Crll的一端連接，ニ極管D15的陰極和ニ極管D16的陽極、電容Csll的一端連接，電容Csll的另一端和ニ極管Dll的陰極、電感L12的一端連接，電感L12的另一端和ニ極管D17的陰極、電容C13的正極連接，ニ極管D17的陽極和ニ極管D16的陰極、電容Crll的另一端連接；電感L21串接于ニ極管D20的正極與電容C22的負極之間；ニ極管D22的陰極和開關管VT20的源極、電感L20的一端、ニ極管D20的陰極、電容Cr20的一端連接，ニ極管D22的陽極和ニ極管D23的陰極、電容Cs20的一端連接，電容Cs20的另一端和ニ極管D20的陽極、電感L21的一端連接，電感L21的另一端和ニ極管D24的陽極、電容C22的負極連接，ニ極管D24的陰極和ニ極管D23的陽極、電容Cr20的另一端連接；電感L22串接于ニ極管D21的正極與電容C23的正極之間；ニ極管D25的陽極和開關管VT21的源極、電感L120的另一端、ニ極管D21的陽極、電容Cr21的一端連接，ニ極管D25`的陰極和ニ極管D26的陽極、電容Cs21的一端連接，電容Cs21的另一端和ニ極管D21的陰極、電感L22的一端連接，電感L22的另一端和ニ極管D27的陰極、電容C23的正極連接，ニ極管D27的陽極和ニ極管D26的陰極、電容Cr21的另一端連接。其中，儲能裝置為蓄電池、飛輪儲能系統(tǒng)、超導儲能系統(tǒng)或者抽水儲能系統(tǒng)中的任
意ー種。其中，開關管VT10、VT11、VT20、VT21為MOSFET管或者IGBT管中的ー種。其中，儲能裝置防反接開關Kl為ニ極管、繼電器、MOSFET管、IGBT管或者斷路器中的任意ー種。其中，儲能裝置防反接開關Kl連接在儲能裝置的負極ー側。其中，風カ發(fā)電機的整流電路的輸出端還連接有卸載電路。本實用新型的ー種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路的有益效果是，通過采用軟開關三電平BUCK-B00ST電路作為風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，運用最大功率點跟蹤控制技術，具有最大功率收集的能力，本實用新型減輕了開關器件的電壓應力、降低了開關損耗，提高了系統(tǒng)效率，改善了電磁干擾、提高了系統(tǒng)的可靠性。

圖1是ー種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路的電路示意圖。[0027]圖中包括有I——光伏陣列；2——風カ發(fā)電機；3-整流電路；4 卸載電路；5——儲能裝置；6-第一三電平 BUCK-B00ST 電路；7-第二三電平 BUCK-B00ST 電路。
具體實施方式
實施例1。本實施例的ー種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路如圖1所示，包括光伏陣列1、風カ發(fā)電機2、整流電路3和儲能裝置5，還包括第一三電平BUCK-B00ST電路6和第二三電平BUCK-B00ST 電路 I ；光伏陣列I采集的電能經第一三電平BUCK-B00ST電路6把電能儲存在儲能裝置5 ;風力發(fā)電機2采集的電能經整流電路3整流后經第二三電平BUCK-B00ST電路7把電能儲存在儲能裝置5 ；第一三電平BUCK-B00ST電路6包括開關管VT10、VTl1、電感L10、ニ極管D10、D11、電容 C10、C11、C12、C13 ；第二三電平BUCK-B00ST電路7包括開關管VT20、VT21、電感L20、ニ極管D20、D21、電容 C20、C21、C22、C23 ；光伏陣列I的正極和開關管VTlO的漏扱、電容ClO的正極連接，開關管VTlO的源極和電感LlO的一端、ニ極管DlO的陰極連接，ニ極管DlO的陽極和電容C12的負極、ニ極管D20的陽極、電容C22的負極、儲能裝置5的負極連接，電感LlO的另一端和開關管VTll的漏極、ニ極管Dll的陽極連接，開關管VTll的源極和光伏陣列I的負極、電容Cll的負極連接，ニ極管Dll的陰極和電容C13的正極、ニ極管D21的陰極、電容C23的正極、儲能裝置防反接開關Kl的一端連接，儲能裝置防反接開關Kl的另一端和儲能裝置5的正極連接，電容ClO的負極和電容Cll的正極、電容C12的正極、電容C13的負極連接；風カ發(fā)電機2的輸出端和整流電路3的輸入端連接，整流電路3的輸出端正極和開關管VT20的漏極、電容C20的正極連接，開關管VT20的源極和電感L20的一端、ニ極管D20的陰極連接，整流電路3的輸出端負極和開關管VT21的源極、電容C21的負極連接，開關管VT21的漏極和電感L20的另一端、ニ極管Dll的陽極連接，電容C20的負極和電容C21的正極、電容C22的正極、電容C23的負極連接。本實用新型的ー種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，通過采用軟開關三電平BUCK-B00ST電路作為風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，運用最大功率點跟蹤控制技術，具有最大功率收集的能力，本實用新型減輕了開關器件的電壓應力、降低了開關損耗，提高了系統(tǒng)效率，改善了電磁干擾、提高了系統(tǒng)的可靠性。其中，風光ー體儲能系統(tǒng)的充電電路還設置有電感し11、し12、し21、し22、電容010、Cr20、CslO、Cs20、ニ極管 D12、D13、D14、D15、D16、D17、D22、D23、D24、D25、D26、D27 ；[0044]電感Lll串接于ニ極管DlO的正極與電容C12的負極之間；ニ極管D12的陰極和開關管VTlO的源極、電感LlO的一端、ニ極管DlO的陰極、電容CrlO的一端連接，ニ極管D12的陽極和ニ極管D13的陰極、電容CslO的一端連接，電容CslO的另一端和ニ極管DlO的陽極、電感Lll的一端連接，電感Lll的另一端和ニ極管D14的陽極、電容C12的負極連接，ニ極管D14的陰極和ニ極管D13的陽極、電容CrlO的另一端連接；電感L12串接于ニ極管Dll的正極與電容C13的正極之間；ニ極管D15的陽極和開關管VTll的源極、電感LlO的另一端、ニ極管Dll的陽極、電容Crll的一端連接，ニ極管D15的陰極和ニ極管D16的陽極、電容Csll的一端連接，電容Csll的另一端和ニ極管Dll的陰極、電感L12的一端連接，電感L12的另一端和ニ極管D17的陰極、電容C13的正極連接，ニ極管D17的陽極和ニ極管D16的陰極、電容Crll的另一端連接；電感L21串接于ニ極管D20的正極與電容C22的負極之間；ニ極管D22的陰極和開關管VT20的源極、電感L20的一端、ニ極管D20的陰極、電容Cr20的一端連接，ニ極管D22的陽極和ニ極管D23的陰極、電容Cs20的一端連接，電容Cs20的另一端和ニ極管D20的陽極、電感L21的一端連接，電感L21的另一端和ニ極管D24的陽極、電容C22的負極連接，ニ極管D24的陰極和ニ極管D23的陽極、電容Cr20的另一端連接；電感L22串接于ニ極管D21的正極與電容C23的正極之間；ニ極管D25的陽極和開關管VT21的源極、電感L120的另一端、ニ極管D21的陽極、電容Cr21的一端連接，ニ極管D25的陰極和ニ極管D26的陽極、電容Cs21的一端連接，電容Cs21的另一端和ニ極管D21的陰極、電感L22的一端連接，電感L22的另一端和ニ極管D27的陰極、電容C23的正極連接，ニ極管D27的陽極和ニ極管D26的陰極、電容Cr21的另一端連接。以上，諧振電感L11、諧振電容CrlO、儲能電容CslO和ニ極管D12，D13，D14組成了開關管VTlO和續(xù)流ニ極管DlO的無源無損吸收軟開關電路，電感Lll和電容CrlOXslO之間的諧振實現(xiàn)了開關管VTlO的零電流開通和續(xù)流ニ極管DlO的零電流關斷，以及開關管VTlO的零電壓關斷和續(xù)流ニ極管DlO的零電壓開通。諧振電感L12、諧振電容Crll、儲能電容Csll和ニ極管D15，D16，D17組成了開關管VTl I和續(xù)流ニ極管Dll的無源無損吸收軟開關電路，電感LI 2和電容Cr 11、Cs 11之間的諧振實現(xiàn)了開關管VTll的零電流開通和續(xù)流ニ極管Dll的零電流關斷，以及開關管VTll的零電壓關斷和續(xù)流ニ極管Dll的零電壓開通。諧振電感L21、諧振電容Cr20、儲能電容Cs20和ニ極管D22，D23，D24組成了開關管VT20和續(xù)流ニ極管D20的無源無損吸收軟開關電路，電感L21和電容Cr20、Cs20之間的諧振實現(xiàn)了開關管VT20的零電流開通和續(xù)流ニ極管D20的零電流關斷，以及開關管VT20的零電壓關斷和續(xù)流ニ極管D20的零電壓開通。諧振電感L22、諧振電容Cr21、 儲能電容Cs21和二極管D25，D26，D27組成了開關管VT21和續(xù)流ニ極管D21的無源無損吸收軟開關電路，電感L22和電容Cr21、Cs21之間的諧振實現(xiàn)了開關管VT21的零電流開通和續(xù)流ニ極管D21的零電流關斷，以及開關管VT21的零電壓關斷和續(xù)流ニ極管D21的零電壓開通。其中，儲能裝置5為蓄電池、飛輪儲能系統(tǒng)、超導儲能系統(tǒng)或者抽水儲能系統(tǒng)中的
任意ー種。其中，開關管VT10、VT11、VT20、VT21為MOSFET管或者IGBT管中的ー種。其中，儲能裝置防反接開關Kl為ニ極管、繼電器、MOSFET管、IGBT管或者斷路器中的任意ー種。其中，風カ發(fā)電機2的整流電路3的輸出端還連接有卸載電路4。卸載電路4為整流電路3卸載。實施例2。本實施例的ー種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，其它結構與實施例1相同，不同之處在于儲能裝置防反接開關Kl連接在儲能裝置5的負極ー側。最后應當說明的 是，以上實施例僅用于說明本實用新型的技術方案而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和范圍。
權利要求1.一種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，包括光伏陣列、風力發(fā)電機、整流電路和儲能裝置，其特征是，還包括第一三電平BUCK-B00ST電路和第二三電平BUCK-B00ST電路；光伏陣列采集的電能經第一三電平BUCK-B00ST電路把電能儲存在儲能裝置；風力發(fā)電機采集的電能經整流電路整流后經第二三電平BUCK-B00ST電路把電能儲存在儲能裝置；第一三電平BUCK-B00ST電路包括開關管VT10、VT11、電感L10、二極管DIO、D11、電容 C10、C11、C12、C13 ；第二三電平BUCK-B00ST電路包括開關管VT20、VT21、電感L20、二極管D20、D21、電容 C20、C21、C22、C23 ；光伏陣列的正極和開關管VTlO的漏極、電容ClO的正極連接，開關管VTlO的源極和電感LlO的一端、二極管DlO的陰極連接，二極管DlO的陽極和電容C12的負極、二極管D20 的陽極、電容C22的負極、儲能裝置的負極連接，電感LlO的另一端和開關管VTll的漏極、 二極管Dll的陽極連接，開關管VTll的源極和光伏陣列的負極、電容Cll的負極連接，二極管Dll的陰極和電容C13的正極、二極管D21的陰極、電容C23的正極、儲能裝置防反接開關Kl的一端連接，儲能裝置防反接開關Kl的另一端和儲能裝置的正極連接，電容ClO的負極和電容Cll的正極、電容C12的正極、電容C13的負極連接；風力發(fā)電機的輸出端和整流電路的輸入端連接，整流電路的輸出端正極和開關管VT20 的漏極、電容C20的正極連接，開關管VT20的源極和電感L20的一端、二極管D20的陰極連接，整流電路的輸出端負極和開關管VT21的源極、電容C21的負極連接，開關管VT21的漏極和電感L20的另一端、二極管Dll的陽極連接，電容C20的負極和電容C21的正極、電容 C22的正極、電容C23的負極連接。
2.根據權利要求1所述的一種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，其特征是，風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路還設置有電感L11、L12、L21、L22、電容CrlO、Cr20、CslO、Cs20、二極管 D12、D13、D14、D15、D16、D17、D22、D23、D24、D25、D26、D27 ；電感Lll串接于二極管DlO的正極與電容C12的負極之間；二極管D12的陰極和開關管VTlO的源極、電感LlO的一端、二極管DlO的陰極、電容 CrlO的一端連接，二極管D12的陽極和二極管D13的陰極、電容CslO的一端連接，電容CslO 的另一端和二極管DlO的陽極、電感Lll的一端連接，電感Lll的另一端和二極管D14的陽極、電容C12的負極連接，二極管D14的陰極和二極管D13的陽極、電容CrlO的另一端連接；電感L12串接于二極管Dll的正極與電容C13的正極之間；二極管D15的陽極和開關管VTll的源極、電感LlO的另一端、二極管Dll的陽極、電容Crll的一端連接，二極管D15的陰極和二極管D16的陽極、電容Csll的一端連接，電容 Csll的另一端和二極管Dll的陰極、電感L12的一端連接，電感L12的另一端和二極管D17 的陰極、電容C13的正極連接，二極管D17的陽極和二極管D16的陰極、電容Crll的另一端連接；電感L21串接于二極管D20的正極與電容C22的負極之間；二極管D22的陰極和開關管VT20的源極、電感L20的一端、二極管D20的陰極、電容 Cr20的一端連接，二極管D22的陽極和二極管D23的陰極、電容Cs20的一端連接，電容Cs20的另一端和二極管D20的陽極、電感L21的一端連接，電感L21的另一端和二極管D24的陽極、電容C22的負極連接，二極管D24的陰極和二極管D23的陽極、電容Cr20的另一端連接；電感L22串接于二極管D21的正極與電容C23的正極之間；二極管D25的陽極和開關管VT21的源極、電感L120的另一端、二極管D21的陽極、電容Cr21的一端連接，二極管D25的陰極和二極管D26的陽極、電容Cs21的一端連接，電容 Cs21的另一端和二極管D21的陰極、電感L22的一端連接，電感L22的另一端和二極管D27 的陰極、電容C23的正極連接，二極管D27的陽極和二極管D26的陰極、電容Cr21的另一端連接。
3.根據權利要求1所述的一種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，其特征是，儲能裝置為蓄電池、飛輪儲能系統(tǒng)、超導儲能系統(tǒng)或者抽水儲能系統(tǒng)中的任意一種。
4.根據權利要求1所述的一種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，其特征是，開關管VT10、 VT11、VT20、VT21 為 MOSFET 管或者 IGBT 管中的一種。
5.根據權利要求1所述的一種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，其特征是，儲能裝置防反接開關Kl為二極管、繼電器、MOSFET管、IGBT管或者斷路器中的任意一種。
6.根據權利要求1所述的一種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，其特征是，儲能裝置防反接開關Kl連接在儲能裝置的負極一側。
7.根據權利要求1所述的一種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，其特征是，風力發(fā)電機的整流電路的輸出端還連接有卸載電路。
專利摘要一種風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，涉及分布式發(fā)電領域，其包括光伏陣列、風力發(fā)電機、整流電路、儲能裝置、第一三電平BUCK-BOOST電路和第二三電平BUCK-BOOST電路，通過采用軟開關三電平BUCK-BOOST電路作為風光一體儲能系統(tǒng)的充電電路，運用最大功率點跟蹤控制技術，具有最大功率收集的能力，減輕了開關器件的電壓應力、降低了開關損耗，提高了系統(tǒng)效率，改善了電磁干擾、提高了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號H02J15/00GK202888974SQ201220562388
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權日2012年10月30日
發(fā)明者陳書生, 韓軍良 申請人:廣東易事特電源股份有限公司