专利名称：一种风光一体储能系统的充电电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及分布式发电领域，特别涉及ー种风光一体储能系统的充电电路。
背景技术：
风光一体储能系统是利用当地风能和太阳能资源的互补性，将风カ发电机组和太阳能光伏阵列产生的电能存储起来，待需要的时候进行离网发电或并网发电。现有技术的风光一体储能系统的充电电路拓扑多采用两电平拓扑和硬开关技木，闻频化一直是电カ电子学追求的目标，随着电压等级和功率等级的升尚，伴随着闻频化，两电平拓扑的功率器件的开关损耗和电磁干扰问题成为日益突出的矛盾。
发明内容本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种可减轻开关器件的电压应力、降低开关损耗，提高系统效率，改善电磁干扰、提高系统的可靠性的风光一体储能系统的充电电路。为此给出ー种风光一体储能系统的充电电路，包括光伏阵列、风カ发电机、整流电路和储能装置，还包括第一三电平BUCK-B00ST电路和第二三电平BUCK-B00ST电路；光伏阵列采集的电能经第一三电平BUCK-B00ST电路把电能储存在储能装置；风力发电机采集的电能经整流电路整流后经第二三电平BUCK-B00ST电路把电能储存在储能 装置；第一三电平BUCK-B00ST电路包括开关管VT10、VT11、电感L10、ニ极管DIO、DlU电容 C10、C11、C12、C13 ；第二三电平BUCK-B00ST电路包括开关管VT20、VT21、电感L20、ニ极管D20、D21、电容 C20、C21、C22、C23 ；光伏阵列的正极和开关管VTlO的漏极、电容ClO的正极连接，开关管VTlO的源极和电感LlO的一端、ニ极管DlO的阴极连接，ニ极管DlO的阳极和电容C12的负极、ニ极管D20的阳极、电容C22的负极、储能装置的负极连接，电感LlO的另一端和开关管VTll的漏极、ニ极管Dll的阳极连接，开关管VTll的源极和光伏阵列的负极、电容Cll的负极连接，ニ极管Dll的阴极和电容C13的正极、ニ极管D21的阴极、电容C23的正极、储能装置防反接开关Kl的一端连接，储能装置防反接开关Kl的另一端和储能装置的正极连接，电容ClO的负极和电容Cll的正极、电容C12的正极、电容C13的负极连接；风カ发电机的输出端和整流电路的输入端连接，整流电路的输出端正极和开关管VT20的漏极、电容C20的正极连接，开关管VT20的源极和电感L20的一端、ニ极管D20的阴极连接，整流电路的输出端负极和开关管VT21的源极、电容C21的负极连接，开关管VT21的漏极和电感L20的另一端、ニ极管Dll的阳极连接，电容C20的负极和电容C21的正极、电容C22的正极、电容C23的负极连接。其中，风光ー体储能系统的充电电路还设置有电感し11、し12、し21、し22、电容010、Cr20、CslO、Cs20、ニ极管 D12、D13、D14、D15、D16、D17、D22、D23、D24、D25、D26、D27 ；电感Lll串接于ニ极管DlO的正极与电容C12的负极之间；ニ极管D12的阴极和开关管VTlO的源极、电感LlO的一端、ニ极管DlO的阴极、电容CrlO的一端连接，ニ极管D12的阳极和ニ极管D13的阴极、电容CslO的一端连接，电容CslO的另一端和ニ极管DlO的阳极、电感Lll的一端连接，电感Lll的另一端和ニ极管D14的阳极、电容C12的负极连接，ニ极管D14的阴极和ニ极管D13的阳极、电容CrlO的另一端连接；电感L12串接于ニ极管Dll的正极与电容C13的正极之间；ニ极管D15的阳极和开关管VTll的源极、电感LlO的另一端、ニ极管Dll的阳极、电容Crll的一端连接，ニ极管D15的阴极和ニ极管D16的阳极、电容Csll的一端连接，电容Csll的另一端和ニ极管Dll的阴极、电感L12的一端连接，电感L12的另一端和ニ极管D17的阴极、电容C13的正极连接，ニ极管D17的阳极和ニ极管D16的阴极、电容Crll的另一端连接；电感L21串接于ニ极管D20的正极与电容C22的负极之间；ニ极管D22的阴极和开关管VT20的源极、电感L20的一端、ニ极管D20的阴极、电容Cr20的一端连接，ニ极管D22的阳极和ニ极管D23的阴极、电容Cs20的一端连接，电容Cs20的另一端和ニ极管D20的阳极、电感L21的一端连接，电感L21的另一端和ニ极管D24的阳极、电容C22的负极连接，ニ极管D24的阴极和ニ极管D23的阳极、电容Cr20的另一端连接；电感L22串接于ニ极管D21的正极与电容C23的正极之间；ニ极管D25的阳极和开关管VT21的源极、电感L120的另一端、ニ极管D21的阳极、电容Cr21的一端连接，ニ极管D25`的阴极和ニ极管D26的阳极、电容Cs21的一端连接，电容Cs21的另一端和ニ极管D21的阴极、电感L22的一端连接，电感L22的另一端和ニ极管D27的阴极、电容C23的正极连接，ニ极管D27的阳极和ニ极管D26的阴极、电容Cr21的另一端连接。其中，储能装置为蓄电池、飞轮储能系统、超导储能系统或者抽水储能系统中的任
意ー种。其中，开关管VT10、VT11、VT20、VT21为MOSFET管或者IGBT管中的ー种。其中，储能装置防反接开关Kl为ニ极管、继电器、MOSFET管、IGBT管或者断路器中的任意ー种。其中，储能装置防反接开关Kl连接在储能装置的负极ー侧。其中，风カ发电机的整流电路的输出端还连接有卸载电路。本实用新型的ー种风光一体储能系统的充电电路的有益效果是，通过采用软开关三电平BUCK-B00ST电路作为风光一体储能系统的充电电路，运用最大功率点跟踪控制技术，具有最大功率收集的能力，本实用新型减轻了开关器件的电压应力、降低了开关损耗，提高了系统效率，改善了电磁干扰、提高了系统的可靠性。
图1是ー种风光一体储能系统的充电电路的电路示意图。[0027]图中包括有I——光伏阵列；2——风カ发电机；3-整流电路；4 卸载电路；5——储能装置；6-第一三电平 BUCK-B00ST 电路；7-第二三电平 BUCK-B00ST 电路。
具体实施方式
实施例1。本实施例的ー种风光一体储能系统的充电电路如图1所示，包括光伏阵列1、风カ发电机2、整流电路3和储能装置5，还包括第一三电平BUCK-B00ST电路6和第二三电平BUCK-B00ST 电路 I ；光伏阵列I采集的电能经第一三电平BUCK-B00ST电路6把电能储存在储能装置5 ;风力发电机2采集的电能经整流电路3整流后经第二三电平BUCK-B00ST电路7把电能储存在储能装置5 ；第一三电平BUCK-B00ST电路6包括开关管VT10、VTl1、电感L10、ニ极管D10、D11、电容 C10、C11、C12、C13 ；第二三电平BUCK-B00ST电路7包括开关管VT20、VT21、电感L20、ニ极管D20、D21、电容 C20、C21、C22、C23 ；光伏阵列I的正极和开关管VTlO的漏扱、电容ClO的正极连接，开关管VTlO的源极和电感LlO的一端、ニ极管DlO的阴极连接，ニ极管DlO的阳极和电容C12的负极、ニ极管D20的阳极、电容C22的负极、储能装置5的负极连接，电感LlO的另一端和开关管VTll的漏极、ニ极管Dll的阳极连接，开关管VTll的源极和光伏阵列I的负极、电容Cll的负极连接，ニ极管Dll的阴极和电容C13的正极、ニ极管D21的阴极、电容C23的正极、储能装置防反接开关Kl的一端连接，储能装置防反接开关Kl的另一端和储能装置5的正极连接，电容ClO的负极和电容Cll的正极、电容C12的正极、电容C13的负极连接；风カ发电机2的输出端和整流电路3的输入端连接，整流电路3的输出端正极和开关管VT20的漏极、电容C20的正极连接，开关管VT20的源极和电感L20的一端、ニ极管D20的阴极连接，整流电路3的输出端负极和开关管VT21的源极、电容C21的负极连接，开关管VT21的漏极和电感L20的另一端、ニ极管Dll的阳极连接，电容C20的负极和电容C21的正极、电容C22的正极、电容C23的负极连接。本实用新型的ー种风光一体储能系统的充电电路，通过采用软开关三电平BUCK-B00ST电路作为风光一体储能系统的充电电路，运用最大功率点跟踪控制技术，具有最大功率收集的能力，本实用新型减轻了开关器件的电压应力、降低了开关损耗，提高了系统效率，改善了电磁干扰、提高了系统的可靠性。其中，风光ー体储能系统的充电电路还设置有电感し11、し12、し21、し22、电容010、Cr20、CslO、Cs20、ニ极管 D12、D13、D14、D15、D16、D17、D22、D23、D24、D25、D26、D27 ；[0044]电感Lll串接于ニ极管DlO的正极与电容C12的负极之间；ニ极管D12的阴极和开关管VTlO的源极、电感LlO的一端、ニ极管DlO的阴极、电容CrlO的一端连接，ニ极管D12的阳极和ニ极管D13的阴极、电容CslO的一端连接，电容CslO的另一端和ニ极管DlO的阳极、电感Lll的一端连接，电感Lll的另一端和ニ极管D14的阳极、电容C12的负极连接，ニ极管D14的阴极和ニ极管D13的阳极、电容CrlO的另一端连接；电感L12串接于ニ极管Dll的正极与电容C13的正极之间；ニ极管D15的阳极和开关管VTll的源极、电感LlO的另一端、ニ极管Dll的阳极、电容Crll的一端连接，ニ极管D15的阴极和ニ极管D16的阳极、电容Csll的一端连接，电容Csll的另一端和ニ极管Dll的阴极、电感L12的一端连接，电感L12的另一端和ニ极管D17的阴极、电容C13的正极连接，ニ极管D17的阳极和ニ极管D16的阴极、电容Crll的另一端连接；电感L21串接于ニ极管D20的正极与电容C22的负极之间；ニ极管D22的阴极和开关管VT20的源极、电感L20的一端、ニ极管D20的阴极、电容Cr20的一端连接，ニ极管D22的阳极和ニ极管D23的阴极、电容Cs20的一端连接，电容Cs20的另一端和ニ极管D20的阳极、电感L21的一端连接，电感L21的另一端和ニ极管D24的阳极、电容C22的负极连接，ニ极管D24的阴极和ニ极管D23的阳极、电容Cr20的另一端连接；电感L22串接于ニ极管D21的正极与电容C23的正极之间；ニ极管D25的阳极和开关管VT21的源极、电感L120的另一端、ニ极管D21的阳极、电容Cr21的一端连接，ニ极管D25的阴极和ニ极管D26的阳极、电容Cs21的一端连接，电容Cs21的另一端和ニ极管D21的阴极、电感L22的一端连接，电感L22的另一端和ニ极管D27的阴极、电容C23的正极连接，ニ极管D27的阳极和ニ极管D26的阴极、电容Cr21的另一端连接。以上，谐振电感L11、谐振电容CrlO、储能电容CslO和ニ极管D12，D13，D14组成了开关管VTlO和续流ニ极管DlO的无源无损吸收软开关电路，电感Lll和电容CrlOXslO之间的谐振实现了开关管VTlO的零电流开通和续流ニ极管DlO的零电流关断，以及开关管VTlO的零电压关断和续流ニ极管DlO的零电压开通。谐振电感L12、谐振电容Crll、储能电容Csll和ニ极管D15，D16，D17组成了开关管VTl I和续流ニ极管Dll的无源无损吸收软开关电路，电感LI 2和电容Cr 11、Cs 11之间的谐振实现了开关管VTll的零电流开通和续流ニ极管Dll的零电流关断，以及开关管VTll的零电压关断和续流ニ极管Dll的零电压开通。谐振电感L21、谐振电容Cr20、储能电容Cs20和ニ极管D22，D23，D24组成了开关管VT20和续流ニ极管D20的无源无损吸收软开关电路，电感L21和电容Cr20、Cs20之间的谐振实现了开关管VT20的零电流开通和续流ニ极管D20的零电流关断，以及开关管VT20的零电压关断和续流ニ极管D20的零电压开通。谐振电感L22、谐振电容Cr21、 储能电容Cs21和二极管D25，D26，D27组成了开关管VT21和续流ニ极管D21的无源无损吸收软开关电路，电感L22和电容Cr21、Cs21之间的谐振实现了开关管VT21的零电流开通和续流ニ极管D21的零电流关断，以及开关管VT21的零电压关断和续流ニ极管D21的零电压开通。其中，储能装置5为蓄电池、飞轮储能系统、超导储能系统或者抽水储能系统中的
任意ー种。其中，开关管VT10、VT11、VT20、VT21为MOSFET管或者IGBT管中的ー种。其中，储能装置防反接开关Kl为ニ极管、继电器、MOSFET管、IGBT管或者断路器中的任意ー种。其中，风カ发电机2的整流电路3的输出端还连接有卸载电路4。卸载电路4为整流电路3卸载。实施例2。本实施例的ー种风光一体储能系统的充电电路，其它结构与实施例1相同，不同之处在于储能装置防反接开关Kl连接在储能装置5的负极ー侧。最后应当说明的 是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管參照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
权利要求1.一种风光一体储能系统的充电电路，包括光伏阵列、风力发电机、整流电路和储能装置，其特征是，还包括第一三电平BUCK-B00ST电路和第二三电平BUCK-B00ST电路；光伏阵列采集的电能经第一三电平BUCK-B00ST电路把电能储存在储能装置；风力发电机采集的电能经整流电路整流后经第二三电平BUCK-B00ST电路把电能储存在储能装置；第一三电平BUCK-B00ST电路包括开关管VT10、VT11、电感L10、二极管DIO、D11、电容 C10、C11、C12、C13 ；第二三电平BUCK-B00ST电路包括开关管VT20、VT21、电感L20、二极管D20、D21、电容 C20、C21、C22、C23 ；光伏阵列的正极和开关管VTlO的漏极、电容ClO的正极连接，开关管VTlO的源极和电感LlO的一端、二极管DlO的阴极连接，二极管DlO的阳极和电容C12的负极、二极管D20 的阳极、电容C22的负极、储能装置的负极连接，电感LlO的另一端和开关管VTll的漏极、 二极管Dll的阳极连接，开关管VTll的源极和光伏阵列的负极、电容Cll的负极连接，二极管Dll的阴极和电容C13的正极、二极管D21的阴极、电容C23的正极、储能装置防反接开关Kl的一端连接，储能装置防反接开关Kl的另一端和储能装置的正极连接，电容ClO的负极和电容Cll的正极、电容C12的正极、电容C13的负极连接；风力发电机的输出端和整流电路的输入端连接，整流电路的输出端正极和开关管VT20 的漏极、电容C20的正极连接，开关管VT20的源极和电感L20的一端、二极管D20的阴极连接，整流电路的输出端负极和开关管VT21的源极、电容C21的负极连接，开关管VT21的漏极和电感L20的另一端、二极管Dll的阳极连接，电容C20的负极和电容C21的正极、电容 C22的正极、电容C23的负极连接。
2.根据权利要求1所述的一种风光一体储能系统的充电电路，其特征是，风光一体储能系统的充电电路还设置有电感L11、L12、L21、L22、电容CrlO、Cr20、CslO、Cs20、二极管 D12、D13、D14、D15、D16、D17、D22、D23、D24、D25、D26、D27 ；电感Lll串接于二极管DlO的正极与电容C12的负极之间；二极管D12的阴极和开关管VTlO的源极、电感LlO的一端、二极管DlO的阴极、电容 CrlO的一端连接，二极管D12的阳极和二极管D13的阴极、电容CslO的一端连接，电容CslO 的另一端和二极管DlO的阳极、电感Lll的一端连接，电感Lll的另一端和二极管D14的阳极、电容C12的负极连接，二极管D14的阴极和二极管D13的阳极、电容CrlO的另一端连接；电感L12串接于二极管Dll的正极与电容C13的正极之间；二极管D15的阳极和开关管VTll的源极、电感LlO的另一端、二极管Dll的阳极、电容Crll的一端连接，二极管D15的阴极和二极管D16的阳极、电容Csll的一端连接，电容 Csll的另一端和二极管Dll的阴极、电感L12的一端连接，电感L12的另一端和二极管D17 的阴极、电容C13的正极连接，二极管D17的阳极和二极管D16的阴极、电容Crll的另一端连接；电感L21串接于二极管D20的正极与电容C22的负极之间；二极管D22的阴极和开关管VT20的源极、电感L20的一端、二极管D20的阴极、电容 Cr20的一端连接，二极管D22的阳极和二极管D23的阴极、电容Cs20的一端连接，电容Cs20的另一端和二极管D20的阳极、电感L21的一端连接，电感L21的另一端和二极管D24的阳极、电容C22的负极连接，二极管D24的阴极和二极管D23的阳极、电容Cr20的另一端连接；电感L22串接于二极管D21的正极与电容C23的正极之间；二极管D25的阳极和开关管VT21的源极、电感L120的另一端、二极管D21的阳极、电容Cr21的一端连接，二极管D25的阴极和二极管D26的阳极、电容Cs21的一端连接，电容 Cs21的另一端和二极管D21的阴极、电感L22的一端连接，电感L22的另一端和二极管D27 的阴极、电容C23的正极连接，二极管D27的阳极和二极管D26的阴极、电容Cr21的另一端连接。
3.根据权利要求1所述的一种风光一体储能系统的充电电路，其特征是，储能装置为蓄电池、飞轮储能系统、超导储能系统或者抽水储能系统中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种风光一体储能系统的充电电路，其特征是，开关管VT10、 VT11、VT20、VT21 为 MOSFET 管或者 IGBT 管中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种风光一体储能系统的充电电路，其特征是，储能装置防反接开关Kl为二极管、继电器、MOSFET管、IGBT管或者断路器中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种风光一体储能系统的充电电路，其特征是，储能装置防反接开关Kl连接在储能装置的负极一侧。
7.根据权利要求1所述的一种风光一体储能系统的充电电路，其特征是，风力发电机的整流电路的输出端还连接有卸载电路。
专利摘要一种风光一体储能系统的充电电路，涉及分布式发电领域，其包括光伏阵列、风力发电机、整流电路、储能装置、第一三电平BUCK-BOOST电路和第二三电平BUCK-BOOST电路，通过采用软开关三电平BUCK-BOOST电路作为风光一体储能系统的充电电路，运用最大功率点跟踪控制技术，具有最大功率收集的能力，减轻了开关器件的电压应力、降低了开关损耗，提高了系统效率，改善了电磁干扰、提高了系统的可靠性。
文档编号H02J15/00GK202888974SQ201220562388
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者陈书生, 韩军良 申请人:广东易事特电源股份有限公司