本發(fā)明涉及輸配電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種交直流混合輸配電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的輸配電系統(tǒng)采用的是交流輸配電系統(tǒng)，由于當(dāng)今大多數(shù)用電設(shè)備的電路使用的都是直流電，因此大多數(shù)用電設(shè)備都配有一個(gè)含有AC-DC(交流-直流)整流電路的開關(guān)電源，使整個(gè)系統(tǒng)的成本較高。近年來隨著光伏發(fā)電等各種直流發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，直流輸配電系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，在直流輸配電系統(tǒng)中的開關(guān)電源不含有AC-DC整流電路，因此降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本，但是，由于單純的直流輸配電系統(tǒng)的電壓固定，造成直流輸配電系統(tǒng)中的斷路器沒有過零點(diǎn)使整個(gè)系統(tǒng)的安全性降低，并且該直流輸配電系統(tǒng)不能直接給交流負(fù)載供電，使其具有一定的局限性。

為解決上述技術(shù)問題，近年來交直流混合輸配電系統(tǒng)成為研究熱點(diǎn)。請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的交直流混合輸配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。現(xiàn)有技術(shù)中的交直流混合輸配電系統(tǒng)可以同時(shí)滿足交直流電源并網(wǎng)和交直流負(fù)載的使用，但是，由于現(xiàn)有技術(shù)中所提供的交直流混合輸配電系統(tǒng)在交流電和直流電傳輸?shù)倪^程中是分開傳輸?shù)模鐖D1所示，該交直流混合輸配電系統(tǒng)中的直流電源V_dc、交流電源V_ac、直流負(fù)載以及交流負(fù)載共用一條負(fù)極零線c，直流電源V_dc所輸出的直流電和交流電源V_ac所輸出的交流電在傳輸?shù)倪^程中分別通過輸電線a和輸電線b傳輸，即除了負(fù)極零線之外現(xiàn)有技術(shù)中的交直流混合輸配電系統(tǒng)在傳輸直流電和交流電的過程中還需要兩條輸電線，使該交直流混合輸配電系統(tǒng)在電傳輸?shù)倪^程中采用的輸電線數(shù)量較多，增加了系統(tǒng)的成本。

因此，如何提供一種解決上述技術(shù)問題的交直流混合輸配電系統(tǒng)成為本領(lǐng)域的技術(shù)人員需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種交直流混合輸配電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了直流電與交流電同時(shí)通過一條輸電線傳輸，減少了輸電線的數(shù)量，降低了系統(tǒng)的成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種交直流混合輸配電系統(tǒng)，包括直流電源、交流電源以及負(fù)極零線，所述系統(tǒng)還包括交直流混合裝置、交直流分離裝置、直流負(fù)載、交流負(fù)載以及交直流混合輸電線，其中：

所述直流電源的正極與所述交直流混合裝置的第一輸入端連接，所述交流電源的第一端與所述交直流混合裝置的第二輸入端連接，所述交直流混合裝置的輸出端通過所述交直流混合輸電線與所述交直流分離裝置的輸入端連接，所述交直流分離裝置的第一輸出端與所述直流負(fù)載的第一端連接，所述交直流分離裝置的第二輸出端與所述交流負(fù)載的第一端連接；所述直流電源的負(fù)極、所述交流電源的第二端、所述交直流混合裝置的第四端、所述交直流分離裝置的第四端、所述直流負(fù)載的第二端以及所述交流負(fù)載的第二端均接所述負(fù)極零線；

所述交直流混合裝置用于將直流電和交流電進(jìn)行混合并輸出交直流混合電；所述交直流分離裝置用于將所述交直流混合電進(jìn)行分離得到相應(yīng)的直流電和交流電。

可選的，所述交直流混合裝置包括第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)、第三可控開關(guān)、第四可控開關(guān)、第一電容以及第二電容，其中：

所述第一可控開關(guān)的第一端作為所述交直流混合裝置的第一輸入端，所述第一可控開關(guān)的第二端均與所述第一電容的第一端和所述第四可控開關(guān)的第一端連接；所述第三可控開關(guān)的第一端作為所述交直流混合裝置的第二輸入端，所述第三可控開關(guān)的第二端均與所述第一電容的第二端和所述第二可控開關(guān)的第一端連接；所述第四可控開關(guān)的第二端與所述第二電容的第一端連接，其公共端作為所述交直流混合裝置的輸出端，所述第四可控開關(guān)的第二端和所述第二可控開關(guān)的第二端均作為所述交直流混合裝置的第四端；所述第一可控開關(guān)的控制端、所述第二可控開關(guān)的控制端，所述第三可控開關(guān)的控制端以及所述第四可控開關(guān)的控制端均由分別與其一一對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)進(jìn)行控制；所述第一可控開關(guān)和所述第二可控開關(guān)同步動(dòng)作、所述第三可控開關(guān)和所述第四可控開關(guān)同步動(dòng)作，所述第一可控開關(guān)和所述第三可控開關(guān)互補(bǔ)導(dǎo)通；所述第一可控開關(guān)、所述第二可控開關(guān)、所述第三可控開關(guān)以及所述第四可控開關(guān)的導(dǎo)通頻率均不小于所述交流電源的電壓頻率的2倍。

可選的，所述第一可控開關(guān)、所述第二可控開關(guān)、所述第三可控開關(guān)和所述第四可控開關(guān)均為雙向可控開關(guān)。

可選的，所述交直流分離裝置包括第五可控開關(guān)、第六可控開關(guān)、第七可控開關(guān)、第八可控開關(guān)、第三電容、蓄能單元以及第四電容，其中：

所述第五可控開關(guān)的第一端作為所述交直流分離裝置的第一輸入端，所述第五可控開關(guān)的第二端均與所述第三電容的第一端和所述第八可控開關(guān)的第一端連接，所述第三電容的第二端均與所述第六可控開關(guān)的第一端和所述第七可控開關(guān)的第一端連接，所述第六可控開關(guān)的第二端與所述蓄能單元的第一端連接，其公共端作為所述交直流分離裝置的第一輸出端；所述第八可控開關(guān)的第二端與所述第四電容的第一端連接，其公共端作為所述交直流分離裝置的第二輸出端；所述第七可控開關(guān)的第二端、所述蓄能單元的第二端以及所述第四電容的第二端均作為所述交直流分離裝置的第四端；所述第五可控開關(guān)的控制端、所述第六可控開關(guān)的控制端、所述第七可控開關(guān)的控制端和所述第八可控開關(guān)的控制端均由分別與其一一對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)進(jìn)行控制；所述第五可控開關(guān)和所述第六可控開關(guān)同步動(dòng)作，所述第七可控開關(guān)和所述第八可控開關(guān)同步動(dòng)作，所述第五可控開關(guān)和所述第七可控開關(guān)互補(bǔ)導(dǎo)通；所述第五可控開關(guān)、所述第六可控開關(guān)、所述第七可控開關(guān)以及所述第八可控開關(guān)的導(dǎo)通頻率均不小于所述交流電源的電壓頻率的2倍。

可選的，所述第五可控開關(guān)、所述第六可控開關(guān)、第七可控開關(guān)和所述第八可控開關(guān)均為雙向可控開關(guān)。

可選的，所述蓄能單元包括充電電池，所述充電電池的正極作為所述蓄能單元的第一端，所述充電電池的負(fù)極作為所述蓄能單元的第二端。

可選的，所述蓄能單元包括超級(jí)電容，所述超級(jí)電容的第一端作為所述蓄能單元的第一端，所述超級(jí)電容的第二端作為所述蓄能單元的第二端。

可選的，如上述所述的交直流混合輸配電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括DC/DC變換器，所述DC/DC變換器的輸入端與所述直流電源的正極連接，其輸出端與所述交直流混合裝置的第一輸入端連接。

可選的，如上述所述的交直流混合輸配電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括AC/AC變換器，所述AC/AC變換器的輸入端與所述交流電源的第一端連接，其輸出端與所述交直流混合裝置的第二輸入端連接。

可選的，如上述所述的交直流混合輸配電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括雙向AC/DC變換器，所述雙向AC/DC變換器的第一端與所述直流電源的正極連接，所述雙向AC/DC變換器的第二端與所述交流電源的第一端連接。

本發(fā)明提供了一種交直流混合輸配電系統(tǒng)，包括直流電源、交流電源以及負(fù)極零線，系統(tǒng)包括交直流混合裝置、交直流分離裝置、直流負(fù)載、交流負(fù)載以及交直流混合輸電線，其中：直流電源的正極與交直流混合裝置的第一輸入端連接，交流電源的第一端與交直流混合裝置的第二輸入端連接，交直流混合裝置的輸出端通過交直流混合輸電線與交直流分離裝置的輸入端連接，交直流分離裝置的第一輸出端與直流負(fù)載的第一端連接，交直流分離裝置的第二輸出端與交流負(fù)載的第一端連接；直流電源的負(fù)極、交流電源的第二端、交直流混合裝置的第四端、交直流分離裝置的第四端、直流負(fù)載的第二端以及交流負(fù)載的第二端均接負(fù)極零線；交直流混合裝置用于將直流電和交流電進(jìn)行混合并輸出交直流混合電；交直流分離裝置用于將交直流混合電進(jìn)行分離得到相應(yīng)的直流電和交流電。

本發(fā)明通過交直流混合裝置將直流電與交流電進(jìn)行混合，輸出交直流混合電，并將該交直流混合電通過一條交直流混合輸電線傳輸至交直流分離裝置，交直流分離裝置將交直流混合電進(jìn)行分離以便得到相應(yīng)的直流電和交流電，并將得到的直流電和交流電傳輸至相應(yīng)的直流負(fù)載和交流負(fù)載，分別為相應(yīng)的直流負(fù)載和交流負(fù)載供電。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了交直流電源并網(wǎng)，且能同時(shí)滿足交直流負(fù)載的使用，實(shí)現(xiàn)了直流電與交流電同時(shí)通過一條交直流混合輸電線進(jìn)行傳輸，即在直流電與交流電傳輸?shù)倪^程中除了負(fù)極零線之外只需要一條交直流混合輸電線即可，減少了輸電線的數(shù)量，降低了系統(tǒng)的成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有現(xiàn)有技術(shù)中所提供的交直流混合輸配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種交直流混合輸配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的另一種交直流混合輸配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中的交直流混合裝置的控制信號(hào)示意圖；

圖5為圖3中的交直流分離裝置的控制信號(hào)示意圖；

圖6為圖3中的另一種交直流混合輸配電系統(tǒng)的仿真測(cè)試電路圖；

圖7為圖6中的仿真電路的仿真結(jié)果波形圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種交直流混合輸配電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了直流電與交流電同時(shí)通過一條輸電線傳輸，減少了輸電線的數(shù)量，降低了系統(tǒng)的成本。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2為本發(fā)明提供的一種交直流混合輸配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括直流電源1、交流電源2、交直流混合裝置3、交直流分離裝置4、直流負(fù)載5、交流負(fù)載6、負(fù)極零線7以及交直流混合輸電線8，其中：

直流電源1的正極與交直流混合裝置3的第一輸入端連接，交流電源2的第一端與交直流混合裝置3的第二輸入端連接，交直流混合裝置3的輸出端通過交直流混合輸電線8與交直流分離裝置4的輸入端連接，交直流分離裝置4的第一輸出端與直流負(fù)載5的第一端連接，交直流分離裝置4的第二輸出端與交流負(fù)載6的第一端連接；直流電源1的負(fù)極、交流電源2的第二端、交直流混合裝置3的第四端、交直流分離裝置4的第四端、直流負(fù)載5的第二端以及交流負(fù)載6的第二端均接負(fù)極零線7；

交直流混合裝置3用于將直流電和交流電進(jìn)行混合并輸出交直流混合電；交直流分離裝置4用于將交直流混合電進(jìn)行分離得到相應(yīng)的直流電和交流電。

具體的，直流電源1將直流電傳輸至交直流混合裝置3，其中直流電源1可以為光伏發(fā)電的蓄能設(shè)備，該直流電源1可以通過直流正極線與交直流混合裝置3連接；交流電源2將交流信號(hào)傳輸至交直流混合裝置3，交流電源2可以為風(fēng)力發(fā)電的蓄能設(shè)備，該交流電壓可以通過交流火線與交直流混合裝置3連接。交直流混合裝置3將接收到的直流電和交流電進(jìn)行處理使該交直流混合裝置3輸出的電為交直流混合電，即實(shí)現(xiàn)了交流電與直流電合并，再通過一條交直流混合輸電線8將該交直流混合電傳輸至交直流分離系統(tǒng)，交直流分離系統(tǒng)將接收到的交直流混合電進(jìn)行處理后得到相應(yīng)的直流電與相應(yīng)的交流電，通過該交直流分離裝置4的第一輸出端輸出直流電，并將該直流電傳輸至相應(yīng)的直流負(fù)載5，為相應(yīng)的直流負(fù)載5供電；通過交直流分離裝置4的第二輸出端輸出交流電，并將該交流電傳輸至相應(yīng)的交流負(fù)載6，為相應(yīng)的交流負(fù)載6供電。

需要說明的是，交直流分離裝置4可以通過直流正極線向直流負(fù)載5傳輸直流電，通過交流火線向交流負(fù)載6傳輸交流電。本發(fā)明對(duì)直流負(fù)載5和交流負(fù)載6的具體類型不做限定。

可見，該交直流混合輸配電系統(tǒng)即適用于輸電又適用于配電，并且無論是應(yīng)用于輸電還是應(yīng)用與配電，均可降低輸電線的成本以進(jìn)一步降低整個(gè)系統(tǒng)的成本。

本發(fā)明提供了一種交直流混合輸配電系統(tǒng)，包括直流電源、交流電源、負(fù)極零線、交直流混合裝置、交直流分離裝置、直流負(fù)載、交流負(fù)載以及交直流混合輸電線。交直流混合裝置通過交直流混合輸電線與交直流分離裝置連接；交直流混合裝置用于將直流電和交流電進(jìn)行混合并輸出交直流混合電；交直流分離裝置用于將交直流混合電進(jìn)行分離得到相應(yīng)的直流電和交流電。

本發(fā)明通過交直流混合裝置將直流電與交流電進(jìn)行混合，輸出交直流混合電，并將該交直流混合電通過一條交直流混合輸電線傳輸至交直流分離裝置，交直流分離裝置將交直流混合電進(jìn)行分離以便得到相應(yīng)的直流電和交流電，并將得到的直流電和交流電傳輸至相應(yīng)的直流負(fù)載和交流負(fù)載，分別為相應(yīng)的直流負(fù)載和交流負(fù)載供電。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了交直流電源并網(wǎng)，且能同時(shí)滿足交直流負(fù)載的使用，實(shí)現(xiàn)了的直流電與交流電同時(shí)通過一條交直流混合輸電線進(jìn)行傳輸，即在直流電與交流電傳輸?shù)倪^程中除了負(fù)極零線之外只需要一條交直流混合輸電線即可，減少了輸電線的數(shù)量，降低了系統(tǒng)的成本。

請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖3為本發(fā)明所提供的另一種交直流混合輸配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上：

可選的，交直流混合裝置3包括第一可控開關(guān)31、第二可控開關(guān)32、第三可控開關(guān)33、第四可控開關(guān)34、第一電容35以及第二電容36，其中：

第一可控開關(guān)31的第一端作為交直流混合裝置3的第一輸入端，第一可控開關(guān)31的第二端均與第一電容35的第一端和第四可控開關(guān)34的第一端連接；第三可控開關(guān)33的第一端作為交直流混合裝置3的第二輸入端，第三可控開關(guān)33的第二端均與第一電容35的第二端和第二可控開關(guān)32的第一端連接；第四可控開關(guān)34的第二端與第二電容36的第一端連接，其公共端作為交直流混合裝置3的輸出端，第四可控開關(guān)34的第二端和第二可控開關(guān)32的第二端均作為交直流混合裝置3的第四端；

第一可控開關(guān)31的控制端和第二可控開關(guān)32的控制端均接第一控制信號(hào)，第三可控開關(guān)33的控制端和第四可控開關(guān)34的控制端均接第二控制信號(hào)；第一控制信號(hào)控制第一可控開關(guān)31和第二可控開關(guān)32同時(shí)導(dǎo)通或同時(shí)關(guān)斷，第二控制信號(hào)控制第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34同時(shí)導(dǎo)通或同時(shí)關(guān)斷；當(dāng)?shù)谝豢煽亻_關(guān)31和第二可控開關(guān)32導(dǎo)通時(shí)，第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34關(guān)斷，當(dāng)?shù)谝豢煽亻_關(guān)31和第二可控開關(guān)32關(guān)斷時(shí)，第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34導(dǎo)通；第一可控開關(guān)31、第二可控開關(guān)32、第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34的導(dǎo)通頻率均不小于交流電源2的電壓頻率的2倍。

具體的，當(dāng)?shù)谝豢煽亻_關(guān)31和第二可控開關(guān)32導(dǎo)通時(shí)，第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34關(guān)斷，當(dāng)?shù)谝豢煽亻_關(guān)31和第二可控開關(guān)32關(guān)斷時(shí)，第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34導(dǎo)通，即第一可控開關(guān)31和第二可控開關(guān)32與第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34是互補(bǔ)導(dǎo)通的。第一可控開關(guān)31的控制端和第二可控開關(guān)32的控制端均由第一控制信號(hào)進(jìn)行控制，第三可控開關(guān)33的控制端和第四可控開關(guān)34的控制端均由第二控制信號(hào)進(jìn)行控制。

當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)控制第一可控開關(guān)31和第二可控開關(guān)32導(dǎo)通時(shí)，第二控制信號(hào)控制第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34關(guān)斷，此時(shí)直流電源1通過第一可控開關(guān)31和第二可控開關(guān)32給第一電容35進(jìn)行充電；當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)控制第一可控開關(guān)31和第二可控開關(guān)32關(guān)斷時(shí)，第二控制信號(hào)控制第三可控開掛和第四可控開關(guān)34導(dǎo)通，此時(shí)交流電源2通過第三可控開掛和第四可控開關(guān)34與第一電容35串聯(lián)，并且交流電源2與第一電容35串聯(lián)后共同給第二電容36進(jìn)行充電，此時(shí)第二電容36兩端的電壓為直流電源1的瞬時(shí)電壓V_dc和交流電源2的瞬時(shí)電壓V_ac的組合，即第二電容36兩端的電壓為V_dc+V_ac，由于第二電容36的第二端與負(fù)極零線7連接，故第二電容36的第一端電壓也即交直流混合裝置3輸出端的電壓為V_dc+V_ac，實(shí)現(xiàn)了直流電與交流電的組合(即混合)，并將混合后的V_dc+V_ac輸出至交直流分離裝置4。

需要說明的是，第一可控開關(guān)31、第二可控開關(guān)32、第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34的導(dǎo)通頻率都不小于交流電源2的電壓頻率的2倍，即第一可控開關(guān)31、第二可控開、第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34的導(dǎo)通頻率的最小值應(yīng)為交流電源2的電壓頻率的2倍，在實(shí)際應(yīng)用中第一可控開關(guān)31、第二可控開關(guān)32、第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34的導(dǎo)通頻率也可以選擇遠(yuǎn)大于交流電源2的電壓頻率。例如，可以選擇第一可控開關(guān)31、第二可控開關(guān)32、第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34的導(dǎo)通頻率為交流電源2的電壓頻率的10倍、100倍或者1000倍等，例如，交流電源2的電壓頻率為50Hz，則選擇第一可控開關(guān)31、第二可控開關(guān)32、第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34的導(dǎo)通頻率為50kHz。當(dāng)然，第一可控開關(guān)31、第二可控開關(guān)32、第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34的導(dǎo)通頻率的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定，本發(fā)明在此不做特殊的限定，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

還需要說明的是，當(dāng)?shù)谝豢煽亻_關(guān)31、第二可控開關(guān)32、第三可控開關(guān)33以及第四可控開關(guān)34為同一類型的可控開關(guān)時(shí)，如圖4所示，圖4為圖3中的交直流混合裝置3的控制信號(hào)示意圖，其中，v_GS1和v_GS2均為第一控制信號(hào)，v_GS3和v_GS4均為第二控制信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過第一信號(hào)發(fā)生器輸出第一控制信號(hào)，并且第二控制信號(hào)可以由第一控制信號(hào)經(jīng)過相應(yīng)的反相器后獲得，當(dāng)然也可以由另一個(gè)信號(hào)發(fā)生器(第二信號(hào)發(fā)生器)輸出第二控制信號(hào)，使其能滿足與第一控制信號(hào)互補(bǔ)即可。當(dāng)然，本發(fā)明中所提供的第一可控開關(guān)31、第二可控開關(guān)32、第三可控開關(guān)33以及第四可控開關(guān)34也可以為不同類型的可控開關(guān)，并且可以根據(jù)實(shí)際情況選擇第一控制信號(hào)與第二控制信號(hào)，對(duì)于第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)具體以哪種方式獲得本發(fā)明對(duì)此不做特殊的限定，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

還需要說明的是，本申請(qǐng)中所提供的交直流混合裝置3還可以為其他的具體形式，本發(fā)明在此不做特殊的限定，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

可選的，第一可控開關(guān)31、第二可控開關(guān)32、第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34均為雙向可控開關(guān)。

需要說明的是，第一可控開關(guān)31、第二可控開關(guān)32、第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34優(yōu)選為雙向可控開關(guān)，雙向可控開關(guān)具體可以為由兩個(gè)NMOS反相連接構(gòu)成的雙向可控開關(guān)，也可以為由兩個(gè)PMOS反相連接構(gòu)成的雙向可控開關(guān)，當(dāng)然，還可以為其他類型的雙向可控開關(guān)，本發(fā)明在此不做特殊的限定，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。本發(fā)明中的可控開關(guān)優(yōu)選的采用雙向可控開關(guān)，擴(kuò)大本發(fā)明的適用范圍，例如，一方面，當(dāng)負(fù)載和電源位置互換時(shí)系統(tǒng)仍留能夠正常工作；另一方面，當(dāng)系統(tǒng)中交流電源的電壓幅值大于直流電源的電壓幅值時(shí)，可控開關(guān)兩端的電壓可能是正，也可能是負(fù)，這時(shí)采用雙向可控開關(guān)以實(shí)現(xiàn)電路的完全關(guān)斷和導(dǎo)通。

當(dāng)然，本發(fā)明中的第一可控開關(guān)31、第二可控開關(guān)32、第三可控開關(guān)33和第四可控開關(guān)34不限于只采用雙向可控開關(guān)，也可以采用單向可控開關(guān)，例如二極管、MOS管等，本發(fā)明在此不做特殊的限定，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

可選的，交直流分離裝置4包括第五可控開關(guān)41、第六可控開關(guān)42、第七可控開關(guān)43、第八可控開關(guān)44、第三電容45、蓄能單元46以及第四電容47，其中：

第五可控開關(guān)41的第一端作為交直流分離裝置4的第一輸入端，第五可控開關(guān)41的第二端均與第三電容45的第一端和第八可控開關(guān)44的第一端連接，第三電容45的第二端均與第六可控開關(guān)42的第一端和第七可控開關(guān)43的第一端連接，第六可控開關(guān)42的第二端與蓄能單元46的第一端連接，其公共端作為交直流分離裝置4的第一輸出端；第八可控開關(guān)44的第二端與第四電容47的第一端連接，其公共端作為交直流分離裝置4的第二輸出端；第七可控開關(guān)43的第二端、蓄能單元46的第二端以及第四電容47的第二端均作為交直流分離裝置4的第四端；

第五可控開關(guān)41的控制端和第六可控開關(guān)42的控制端均接第三控制信號(hào)，第七可控開關(guān)43的控制端和第八可控開關(guān)44的控制端均接第四控制信號(hào)；第五可控開關(guān)41和第六可控開關(guān)42同時(shí)導(dǎo)通或同時(shí)關(guān)斷，第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44同時(shí)導(dǎo)通或同時(shí)關(guān)斷；當(dāng)?shù)谖蹇煽亻_關(guān)41和第六可控開關(guān)42導(dǎo)通時(shí)，第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44關(guān)斷，當(dāng)?shù)谖蹇煽亻_關(guān)41和第六可控開關(guān)42關(guān)斷時(shí)，第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44導(dǎo)通；第五可控開關(guān)41、第六可控開關(guān)42、第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44的導(dǎo)通頻率均不小于交流電源2的電壓頻率的2倍。

具體的，第五可控開關(guān)41的第一端作為交直流分離裝置4的第一輸入端接收由交直流混合裝置3通過交直流混合輸電線8傳輸?shù)慕恢绷骰旌想?即V_dc+V_ac)。當(dāng)?shù)谖蹇煽亻_關(guān)41和第六可控開關(guān)42導(dǎo)通時(shí)，第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44關(guān)斷，當(dāng)?shù)谖蹇煽亻_關(guān)41和第六可控開關(guān)42關(guān)斷時(shí)，第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44導(dǎo)通，即第五可控開關(guān)41和第六可控開關(guān)42與第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44是互補(bǔ)導(dǎo)通的。第五可控開關(guān)41的控制端和第六可控開關(guān)42的控制端均有第三控制信號(hào)進(jìn)行控制，第七可控開關(guān)43的控制端和第八可控開關(guān)44的控制端均有第四控制信號(hào)進(jìn)行控制。

當(dāng)?shù)谌刂菩盘?hào)控制第五可控開關(guān)41和第六可控開關(guān)42導(dǎo)通時(shí)，第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44關(guān)斷，此時(shí)，交直流混合電V_dc+V_ac通過第五可控開關(guān)41和第六可控開關(guān)42同時(shí)給第三電容45和蓄能單元46充電，當(dāng)蓄能單元46兩端的電壓較為穩(wěn)定，且其電壓等于直流電源1的電壓時(shí)，第三電容45兩端的電壓將等于交流電源2的電壓，由于蓄能單元46的第二端與負(fù)極零線7連接，故當(dāng)蓄能單元46的電壓等于直流電源1的電壓時(shí)，蓄能單元46第一端的電壓即為直流電源1的電壓V_dc，所以交直流分離裝置4的第一輸出端的電壓即為直流電源1的電壓V_dc，并將該電壓輸出至相應(yīng)的直流負(fù)載5，為相應(yīng)的直流負(fù)載5供電；當(dāng)?shù)谌刂菩盘?hào)控制第五可控開關(guān)41和第六可控開關(guān)42關(guān)斷時(shí)，第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44導(dǎo)通，此時(shí)，第三電容45通過第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44給第四電容47充電，使第四電容47兩端的電壓等于第三電容45兩端的電壓，即第四電容47兩端的電壓為交流電源2的電壓V_ac，由于第四電容47的第二端與負(fù)極零線7連接，故第四電容47的第一端電壓為交流電源2的電壓V_ac，也即交直流分離裝置4的第二輸出端的電壓為交流電源2的電壓V_ac，并將該電壓輸出至相應(yīng)的交流負(fù)載6，為相應(yīng)的交流負(fù)載6供電。本發(fā)明所提供的交直流分離裝置4實(shí)現(xiàn)了將接收的交直流混合電(V_dc+V_ac)進(jìn)行分離，以便為相應(yīng)的直流負(fù)載5和相應(yīng)的交流負(fù)載6進(jìn)行供電。

需要說明的是，第五可控開關(guān)41、第六可控開關(guān)42、第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44的導(dǎo)通頻率都不小于交流電源2的電壓頻率的2倍，即第五可控開關(guān)41、第六可控開關(guān)42、第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44的導(dǎo)通頻率的最小值應(yīng)為交流電源2的電壓頻率的2倍，在實(shí)際應(yīng)用中第五可控開關(guān)41、第六可控開關(guān)42、第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44的導(dǎo)通頻率也可以選擇遠(yuǎn)大于交流電源2的電壓頻率。例如，可以選擇第五可控開關(guān)41、第六可控開關(guān)42、第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44的導(dǎo)通頻率為交流電源2的電壓頻率的10倍、100倍或者1000倍等。例如，交流電源2的電壓頻率為50Hz，則選擇第五可控開關(guān)41、第六可控開關(guān)42、第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44的導(dǎo)通頻率為50kHz。當(dāng)然，第五可控開關(guān)41、第六可控開關(guān)42、第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44的導(dǎo)通頻率的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定，本發(fā)明在此不做特殊的限定，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

還需要說明的是，當(dāng)?shù)谖蹇煽亻_關(guān)41、第六可控開關(guān)42、第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44為同一類型的可控開關(guān)時(shí)，如圖5所示，圖5為圖3中的交直流分離裝置4的控制信號(hào)示意圖，其中，v_GS5和v_GS6均為第三控制信號(hào)，v_GS7和v_GS8均為第四控制信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過第三信號(hào)發(fā)生器輸出第三控制信號(hào)，并且第四控制信號(hào)可以由第三控制信號(hào)經(jīng)過相應(yīng)的反相器后獲得，當(dāng)然也可以由第四信號(hào)發(fā)生器輸出第四控制信號(hào)，使其能滿足與第三控制信號(hào)互補(bǔ)即可。

當(dāng)然，本發(fā)明中所提供的第五可控開關(guān)41、第六可控開關(guān)42、第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44也可以為不同類型的可控開關(guān)，并且可以根據(jù)實(shí)際情況選擇第三控制信號(hào)與第四控制信號(hào)，對(duì)于第三控制信號(hào)和第四控制信號(hào)具體以哪種方式獲得本發(fā)明對(duì)此不做特殊的限定，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

還需要說明的是，本申請(qǐng)中所提供的交直流分離裝置4還可以為其他的具體形式，本發(fā)明在此不做特殊的限定，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

可選的，第五可控開關(guān)41、第六可控開關(guān)42、第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44均為雙向可控開關(guān)。

需要說明的是，第五可控開關(guān)41、第六可控開關(guān)42、第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44優(yōu)選為雙向可控開關(guān)，雙向可控開關(guān)具體可以為由兩個(gè)NMOS反相連接構(gòu)成的雙向可控開關(guān)，也可以為由兩個(gè)PMOS反相連接構(gòu)成的雙向可控開關(guān)，當(dāng)然，還可以為其他類型的雙向可控開關(guān)，本發(fā)明在此不做特殊的限定，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。本發(fā)明中的可控開關(guān)優(yōu)選的采用雙向可控開關(guān)，擴(kuò)大本發(fā)明的適用范圍。

當(dāng)然，本發(fā)明中的第五可控開關(guān)41、第六可控開關(guān)42、第七可控開關(guān)43和第八可控開關(guān)44不限于只采用雙向可控開關(guān)，也可以采用單向可控開關(guān)，例如二極管、MOS管等，本發(fā)明在此不做特殊的限定，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的可行性，請(qǐng)參照?qǐng)D6和圖7，其中，圖6為圖3中的另一種交直流混合輸配電系統(tǒng)的仿真測(cè)試電路圖；圖7為圖6中的仿真電路的仿真結(jié)果波形圖。

由圖6可知，第一控制信號(hào)與第二控制信號(hào)采用同一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，該信號(hào)發(fā)生器發(fā)射的信號(hào)為第二控制信號(hào)，并且第一控制信號(hào)由第二控制信號(hào)經(jīng)反相器后獲得；第三控制信號(hào)與第四控制信號(hào)采用同一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，該信號(hào)發(fā)生器發(fā)射的信號(hào)為第三控制信號(hào)，并且第四控制信號(hào)由第三控制信號(hào)經(jīng)反相器后獲得。在仿真測(cè)試時(shí)，選擇直流電源1的電壓V₁的幅值為100V，交流電源2的電壓V₂的幅值為100V，交流電源2的電壓頻率為50Hz；交直流混合裝置3中的第一電容35和第二電容36的容值均為100μF，第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)均為頻率為50KHz、占空比均為0.5的方波信號(hào)；交直流分離裝置4中的第三電容45和第四電容47的容值均為100μF，蓄能單元46是電壓為100V的充電電池461，第三控制信號(hào)和第四控制信號(hào)均為頻率為100KHz，占空比為0.5的方波信號(hào)；負(fù)載側(cè)的直流負(fù)載5為第一電阻，其阻值為12Ω，交流負(fù)載6為第二電阻，其阻值為50Ω。假設(shè)，交直流混合裝置3輸出的交直流混合電的電壓(即交直流混合輸電線8的電壓)為V₃，交直流分離裝置4第一輸出端的直流信號(hào)的電壓為V₄，交直流分離裝置4第二輸出端的交流信號(hào)的電壓為V₅。

如圖7所示，V₁和V₂分別為電源側(cè)直流電源1和交流電源2的電壓波形圖，V₃為交直流混合輸電線8的電壓波形圖，V₄和V₅分別為負(fù)載側(cè)直流負(fù)載5和交流負(fù)載6的電壓波形圖?？梢钥闯?，直流電源1輸出的直流電和交流電源2輸出的交流電通過交直流混合裝置3后可以得到兩者的電壓組合并通過一條交直流混合輸電線8進(jìn)行能量傳輸，組合后的交直流混合電的電壓V₃的幅值為200V，即為直流電源1的電壓V₁的幅值與交流電源2的電壓V₂的幅值之和，然后在通過交直流分離裝置4將混合電壓分離為交流成分和直流成分，分離后的直流電的電壓V₄的幅值為100V，即與直流電源1的電壓V₁的幅值相等；分離后的交流電的電壓V₅的幅值為100V，即與交流電源2的電壓V₂的幅值相等。因此，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)將直流電和交流電混合傳輸后再將交直流混合電進(jìn)行分離，以得到相應(yīng)的直流電和交流電，并且分離后的直流電與交流電具有與電源側(cè)相同的直流供電電壓和交流供電電壓。

還需要說明的是，由圖7可知本發(fā)明所提供的交直流混合輸配電系統(tǒng)具有過零點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的安全性。

可選的，蓄能單元46包括充電電池461，充電電池461的正極作為蓄能單元46的第一端，充電電池461的負(fù)極作為蓄能單元46的第二端。

可選的，蓄能單元46包括超級(jí)電容，超級(jí)電容的第一端作為蓄能單元46的第一端，超級(jí)電容的第二端作為蓄能單元46的第二端。

具體的，本申請(qǐng)中所提供的蓄能單元46具有穩(wěn)壓、濾波的作為，該蓄能單元46可以包括充電電池461，也可以包括超級(jí)電容，其具體類型本發(fā)明在此不做特殊的限定，能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。

可選的，如上述的交直流混合輸配電系統(tǒng)，系統(tǒng)還包括DC/DC變換器，DC/DC變換器的輸入端與直流電源1的正極連接，其輸出端與交直流混合裝置3的第一輸入端連接。

需要說明的是，當(dāng)直流電源1輸出的直流電不滿足實(shí)際需要時(shí)，本發(fā)明還可以包括DC/DC變換器，即直流電源1將輸出的直流電先傳輸至DC/DC變換器，通過DC/DC變換器對(duì)該直流電進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)后再傳輸至交直流混合裝置3，在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)實(shí)際情況通過DC/DC變換器對(duì)直流電的電壓進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，以滿足實(shí)際需要。

當(dāng)然，本發(fā)明還可以在直流負(fù)載5側(cè)添加DC/DC變換器，可以使交直流分離裝置4的第一輸出端輸出的直流電先通過相應(yīng)的DC/DC變換器，相應(yīng)的DC/DC變換器對(duì)其接收的直流電進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，并將調(diào)節(jié)后的直流電輸出至相應(yīng)的直流負(fù)載5，以滿足相應(yīng)的直流負(fù)載5的需要。

可選的，如上述的交直流混合輸配電系統(tǒng)，系統(tǒng)還包括AC/AC變換器，AC/AC變換器的輸入端與交流電源2的第一端連接，其輸出端與交直流混合裝置3的第二輸入端連接。

需要說明的是，當(dāng)交流電源2輸出的交流電不滿足實(shí)際需要時(shí)，本發(fā)明還可以包括AC/AC變換器，即交流電源2將輸出的交流電先傳輸至AC/AC變換器，通過AC/AC變換器對(duì)該交流電進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)后再傳輸至交直流混合裝置3，在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)實(shí)際情況通過AC/AC變換器對(duì)交流電的電壓進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，以滿足實(shí)際需要。

當(dāng)然，本發(fā)明還可以在交流負(fù)載6側(cè)添加AC/AC變換器，可以使交直流分離裝置4的第二輸出端輸出的交流電先通過相應(yīng)的AC/AC變換器，相應(yīng)的AC/AC變換器對(duì)其接收的交流電進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，并將調(diào)節(jié)后的交流電輸出至相應(yīng)的交流負(fù)載6，以滿足相應(yīng)的交流負(fù)載6的需要。

可選的，如上述的交直流混合輸配電系統(tǒng)，系統(tǒng)還包括雙向AC/DC變換器，雙向AC/DC變換器的第一端與直流電源1的正極連接，雙向AC/DC變換器的第二端與交流電源2的第一端連接。

需要說明的是，在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)實(shí)際需要在本發(fā)明所提供的交直流混合輸配電系統(tǒng)中的電源側(cè)增加雙向AC/DC變換器，該雙向AC/DC變換器可以實(shí)現(xiàn)直流電源1與交流電源2之間的能量交換。

當(dāng)然，還可以在本發(fā)明所提供的交直流混合輸配電系統(tǒng)中的負(fù)載側(cè)增加另一個(gè)雙向AC/DC變換器，使該雙向AC/DC變換器的第一端與交直流分離裝置4的第一輸出端連接，該雙向AC/DC變換器的第二端與交直流分離裝置4的第二端連接，實(shí)現(xiàn)負(fù)載側(cè)用于傳輸直流電的直流正極線與用于傳輸交流電的交流火線之間的能量交換。

還需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。