本申請(qǐng)涉及儲(chǔ)能,特別涉及一種儲(chǔ)能電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,最大功率點(diǎn)跟蹤(maximum?power?point?tracking,mppt)控制器是實(shí)現(xiàn)能量高效轉(zhuǎn)換的核心部件。目前,mppt控制器多采用四開(kāi)關(guān)管buck-boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)占空比實(shí)現(xiàn)輸入輸出電壓的升降壓功能。此類拓?fù)湟蚪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制靈活,在輸入/輸出電壓低于60v的低壓應(yīng)用場(chǎng)景中得到了廣泛應(yīng)用。然而,隨著分布式光伏系統(tǒng)向更高功率密度和更高電壓等級(jí)發(fā)展,尤其是輸入或輸出電壓超過(guò)60v時(shí),在高壓場(chǎng)景下(>60v),buck-boost拓?fù)涿媾R嚴(yán)峻的安規(guī)限制。
2、相關(guān)技術(shù)中,為滿足高壓隔離,通常采用兩級(jí)式架構(gòu),即前級(jí)buck-boost實(shí)現(xiàn)mppt與電壓調(diào)節(jié),后級(jí)通過(guò)llc諧振變換器實(shí)現(xiàn)隔離與電壓匹配,然而,llc諧振網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入電壓范圍敏感,而前級(jí)buck-boost的輸出電壓需根據(jù)mppt需求動(dòng)態(tài)調(diào)整,導(dǎo)致llc的諧振頻率、電感比等參數(shù)難以優(yōu)化,影響軟開(kāi)關(guān)特性與效率。因此,如何在高壓場(chǎng)景下設(shè)計(jì)一種兼具高效、可靠且符合安規(guī)的mppt拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),成為亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)實(shí)施方式提供了一種儲(chǔ)能電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)。
2、本申請(qǐng)實(shí)施方式的儲(chǔ)能電源,包括:
3、電池,用于存儲(chǔ)電能;
4、光伏輸入接口,所述光伏輸入接口用于連接外部光伏板;
5、mppt控制電路,所述光伏板通過(guò)所述mppt控制電路給所述電池充電,所述mppt控制電路包括升降壓變換模塊和串聯(lián)諧振變換器,所述升降壓變換模塊連接所述光伏輸入接口,所述升降壓變換模塊還通過(guò)所述串聯(lián)諧振變換器連接所述電池,所述電池電壓大于所述光伏板的輸入電壓;
6、所述升降壓變換模塊被配置為實(shí)現(xiàn)升降壓的最大功率跟蹤,所述串聯(lián)諧振變換器工作于開(kāi)環(huán)模式,且所述串聯(lián)諧振變換器的工作頻率等于諧振頻率,用于隔離所述光伏板和所述電池并給所述電池充電。
7、在一些實(shí)施方式中,所述串聯(lián)諧振變換器包括:
8、逆變單元,連接所述升降壓變換模塊,用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電;
9、變壓器,所述變壓器的原邊連接所述逆變單元;
10、諧振單元,所述諧振單元連接所述變壓器的副邊;
11、整流單元,所述整流單元分別連接所述變壓器的副邊、所述諧振單元和所述儲(chǔ)能電源,用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
12、在一些實(shí)施方式中,所述逆變單元包括:
13、第一開(kāi)關(guān)管,第一極連接所述升降壓變換模塊的一端,第二極連接所述原邊的一端,控制極被配置為接收控制信號(hào);
14、第二開(kāi)關(guān)管,第一極連接所述升降壓變換模塊的另一端,第二極連接所述第一開(kāi)關(guān)管的第二極,控制極被配置為接收控制信號(hào);
15、第三開(kāi)關(guān)管,第一極連接所述第一開(kāi)關(guān)管的第一極,第二極連接所述原邊的另一端,控制極被配置為接收控制信號(hào);
16、第四開(kāi)關(guān)管,第一極連接所述第三開(kāi)關(guān)管的第一極,第二極連接所述第三開(kāi)關(guān)管的第二極,控制極被配置為接收控制信號(hào)。
17、在一些實(shí)施方式中,所述逆變單元還包括:
18、第一濾波電容,所述第一濾波電容的一端連接所述第一開(kāi)關(guān)管的第一極,另一端連接所述第二開(kāi)關(guān)管的第一極。
19、在一些實(shí)施方式中,所述諧振單元包括:
20、諧振電容,一端連接所述副邊的一端;
21、諧振電感,一端連接所述諧振電容的另一端,另一端連接所述整流單元。
22、在一些實(shí)施方式中,所述整流單元包括:
23、第五開(kāi)關(guān)管,第一極連接所述電池的正極,第二極連接所述諧振電感的另一端,控制極被配置為接收控制信號(hào);
24、第六開(kāi)關(guān)管,第一極連接所述電池的負(fù)極,第二極連接所述第五開(kāi)關(guān)管的第二極,控制極被配置為接收控制信號(hào);
25、第七開(kāi)關(guān)管,第一極連接所述第五開(kāi)關(guān)管的第一極,第二極連接所述副邊的另一端,控制極被配置為接收控制信號(hào);
26、第八開(kāi)關(guān)管,第一極連接所述第六開(kāi)關(guān)管的第一極,第二極連接所述第七開(kāi)關(guān)管的第二極,控制極被配置為接收控制信號(hào)。
27、在一些實(shí)施方式中,所述整流單元還包括:
28、第二濾波電容,所述第二濾波電容的一端連接所述第五開(kāi)關(guān)管的第一極,另一端連接所述第六開(kāi)關(guān)管的第一極。
29、在一些實(shí)施方式中,所述升降壓變換模塊包括buck-boost電路。
30、在一些實(shí)施方式中,所述buck-boost電路包括:
31、升降壓電感;
32、第九開(kāi)關(guān)管,第一極連接所述光伏輸入接口的正極,第二極連接所述升降壓電感的一端,控制極被配置為接收控制信號(hào);
33、第十開(kāi)關(guān)管,第一極連接所述電池的負(fù)極,第二極連接所述第九開(kāi)關(guān)管的第二極,控制極被配置為接收控制信號(hào);
34、第十一開(kāi)關(guān)管,第一極連接所述串聯(lián)諧振變換器,第二極連接所述升降壓電感的另一端,控制極被配置為接收控制信號(hào);
35、第十二開(kāi)關(guān)管,第一極連接所述第十開(kāi)關(guān)管的第一極,第二極連接所述升降壓電感的另一端,控制極被配置為接收控制信號(hào)。
36、在一些實(shí)施方式中,所述buck-boost電路還包括:
37、第三濾波電容,所述第三濾波電容的一端連接所述光伏輸入接口的正極,另一端連接所述光伏輸入接口的負(fù)極。
38、本申請(qǐng)實(shí)施方式的所述儲(chǔ)能系統(tǒng),包括所述的儲(chǔ)能電源。
39、本申請(qǐng)實(shí)施方式的儲(chǔ)能電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)中,mppt控制電路通過(guò)將升降壓變換模塊連接光伏輸入接口,升降壓變換模塊還通過(guò)串聯(lián)諧振變換器連接電池,在光伏板工作而通過(guò)mppt控制電路給電池充電的過(guò)程中,前級(jí)升降壓變換模塊工作,而可以實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤,后級(jí)串聯(lián)諧振變換器工作于開(kāi)環(huán)模式,且串聯(lián)諧振變換器的工作頻率等于諧振頻率,起到隔離光伏板和電池作用,并向電池充電。如此,使得mppt控制電路在實(shí)現(xiàn)mppt功能的同時(shí),能夠解決高壓(大于60v)場(chǎng)景下帶來(lái)的安規(guī)問(wèn)題困擾,滿足了安規(guī)要求,并且,串聯(lián)諧振變換器工作在開(kāi)環(huán)模式,控制邏輯簡(jiǎn)單,且可以實(shí)現(xiàn)高工作效率,提高了儲(chǔ)能電源的充電效率。
1.一種儲(chǔ)能電源,其特征在于,包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能電源,其特征在于,所述串聯(lián)諧振變換器包括:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲(chǔ)能電源,其特征在于,所述逆變單元包括:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的儲(chǔ)能電源,其特征在于,所述逆變單元還包括:
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲(chǔ)能電源,其特征在于,所述諧振單元包括:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的儲(chǔ)能電源,其特征在于,所述整流單元包括:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的儲(chǔ)能電源,其特征在于,所述整流單元還包括:
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能電源,其特征在于,所述升降壓變換模塊包括buck-boost電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的儲(chǔ)能電源,其特征在于,所述buck-boost電路包括:
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的儲(chǔ)能電源,其特征在于,所述buck-boost電路還包括:
11.一種儲(chǔ)能系統(tǒng),其特征在于,所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能電源。