一种基于五端子阻抗网络的多端口变换器及新能源系统的制作方法

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种基于五端子阻抗网络的多端口变换器及新能源系统。

背景技术：

随着新能源技术的日趋成熟，大量的新能源系统投入到电力应用中，用户对于新能源系统中电力电子电路的效率、安全性等性能的要求也越来越高。

在实际应用中，新能源系统存在输出电压较低以及电压间歇性输出的问题。如图1、图2所示，图1为现有技术提供的一种新能源系统的结构示意图，图2为现有技术提供的另一种新能源系统的结构示意图。

为解决新能源系统输出电压较低的问题，现有技术通过在新能源系统的电源模块1与负载4或者电源模块1与电网4之间额外增加dc/dc变换器2和dc/ac变换器3，将电源模块1的输出电压提升至负载所需电压或者电网4电压。

为解决新能源系统电压间歇性输出的问题，现有技术通过增加储能装置5，使新能源系统在输出电压不足的情况下还可以通过储能装置5平滑稳定的输出电压至负载4或者电网4。此外，为了实现储能装置5和新能源系统的能量双向流动，储能装置5与外部设备(例如电源模块1与负载4或者电源模块1与电网4)之间需要增加双向dc/dc变换器6或者双向dc/ac变换器7，新能源系统输出电压充足时通过双向dc/dc变换器6或者双向dc/ac变换器7为储能装置5充电，新能源系统输出电压不足时，储能装置5通过双向dc/dc变换器6或者双向dc/ac变换器7向电网4或者负载4输出电压。

可见，现有技术采用三个变换器解决新能源系统输出电压较低以及电压间歇性输出的问题，使得整个新能源系统存在电路级数增多、成本高、电路结构复杂、不易控制以及效率低的问题。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于五端子阻抗网络的多端口变换器，通过控制两个开关管的占空比既实现了储能装置和新能源系统的能量双向流动又可以将新能源系统的输出电压提升至负载所需电压或者电网电压，第一电感、第二电感、第一电容、第二电容及第三电容构成的阻抗网络与半桥变换器共享了一个电容桥臂，电路结构简单，易于控制，提高了新能源系统的工作效率，降低了成本。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于五端子阻抗网络的多端口变换器，应用于新能源系统，包括二极管、第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容及第三电容，其中：

所述二极管的阳极与电源模块的正极连接，所述二极管的阴极分别与所述第一电感的第一端及所述第一电容的第一端连接，所述第一电感的第二端分别与所述第二电容的第一端及所述第一开关管的第一端连接，所述第一开关管的第二端分别与负载或者电网的第一端及所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端分别与所述第三电容的第一端、所述第二电感的第一端及储能装置的正极连接，所述第二电感的第二端分别与所述储能装置的负极、所述第二电容的第二端及所述电源模块的负极连接，所述第三电容的第二端分别与所述负载或者电网的第二端及所述第一电容的第二端连接。

优选地，所述第二电容的容值等于所述第一电容与所述第三电容串联的容值。

优选的，所述第一电感的电感值等于所述第二电感的电感值。

优选的，当所述第一开关的占空比d1≥0.5，所述第二开关管的占空比d2＝0.5时，所述负载或者所述电网的第一端的电压为所述负载或者所述电网的第二端的电压为所述储能装置的正极的电压为所述储能装置的负极的电压为其中，vd为电源模块的输出电压。

优选的，所述第一开关管与所述第二开关管均为nmos，其中，所述第一开关管的第一端与所述第二开关管的第一端均为nmos的漏极，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第二端均为nmos的源极。

优选的，所述第一开关管与所述第二开关管均为igbt，其中，所述第一开关管的第一端与所述第二开关管的第一端均为igbt的集电极，所述第一开关管的第二端及所述第二开关管的第二端均为igbt的发射极。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种新能源系统，包括电源模块及储能装置，还包括负载或者电网，还包括如上述所述的基于五端子阻抗网络的多端口变换器。

优选的，所述电源模块为太阳电池板。

优选的，所述储能装置为超级电容或者电池存储储能装置。

本发明提供了一种基于五端子阻抗网络的多端口变换器，应用于新能源系统，包括二极管、第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容及第三电容，其中：

二极管的阳极与电源模块的正极连接，二极管的阴极分别与第一电感的第一端及第一电容的第一端连接，第一电感的第二端分别与第二电容的第一端及第一开关管的第一端连接，第一开关管的第二端分别与负载或者电网的第一端及第二开关管的第一端连接，第二开关管的第二端分别与第三电容的第一端、第二电感的第一端及储能装置的正极连接，第二电感的第二端分别与储能装置的负极、第二电容的第二端及电源模块的负极连接，第三电容的第二端分别与负载或者电网的第二端及第一电容的第二端连接。

可见，本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器中的第一电感、第二电感、第一电容、第二电容及第三电容构成了阻抗网络，通过控制两个开关管的占空比既实现了储能装置和新能源系统的能量双向流动又可以将新能源系统的输出电压提升至负载所需电压或者电网电压，相比于现有技术采用三个变换器解决新能源系统输出电压较低以及电压间歇性输出的问题，本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器的阻抗网络与半桥变换器共享了一个电容桥臂，大大的简化了电路结构，降低了电路级数，并且只需要控制两个开关管的占空比即可解决上述问题，控制方式简单，提高了新能源系统的电路工作效率，降低了成本。

本发明还提供了一种新能源系统，具有如上述基于五端子阻抗网络的多端口变换器所述的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种新能源系统的结构示意图；

图2为现有技术提供的另一种新能源系统的结构示意图；

图3为本发明提供的一种基于五端子阻抗网络的多端口变换器的结构示意图；

图4为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在工作模式1下的工作波形图；

图5为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管开通、第二开关管关断时的工作过程示意图；

图6为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管及第二开关管均开通时的工作过程示意图；

图7为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管关断、第二开关管开通时的工作过程示意图；

图8为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管开通、第二开关管关断时的工作过程示意图；

图9为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管及第二开关管均开通时的工作过程示意图；

图10为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管关断、第二开关管开通的工作过程示意图；

图11为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管开通、第二开关管关断的工作过程示意图；

图12为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管关断、第二开关管开通的工作过程示意图；

图13为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管及第二开关管均开通时的工作过程示意图；

图14为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管开通、第二开关管关断时的工作过程示意图；

图15为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管关断、第二开关端开通时的工作过程示意图；

图16为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在工作模式2下的工作波形图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种基于五端子阻抗网络的多端口变换器，通过控制两个开关管的占空比既实现了储能装置和新能源系统的能量双向流动又可以将新能源系统的输出电压提升至负载所需电压或者电网电压，第一电感、第二电感、第一电容、第二电容及第三电容构成的阻抗网络与半桥变换器共享了一个电容桥臂，电路结构简单，易于控制，提高了新能源系统的工作效率，降低了成本。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3所示，图3为本发明提供的一种基于五端子阻抗网络的多端口变换器的结构示意图，应用于新能源系统，包括二极管d、第一开关管s1、第二开关管s2、第一电感l1、第二电感l2、第一电容c1、第二电容c2及第三电容c3，其中：

二极管d的阳极与电源模块的正极连接，二极管d的阴极分别与第一电感l1的第一端及第一电容c1的第一端连接，第一电感l1的第二端分别与第二电容c2的第一端及第一开关管s1的第一端连接，第一开关管s1的第二端分别与负载或者电网的第一端及第二开关管s2的第一端连接，第二开关管s2的第二端分别与第三电容c3的第一端、第二电感l2的第一端及储能装置的正极连接，第二电感l2的第二端分别与储能装置的负极、第二电容c2的第二端及电源模块的负极连接，第三电容c3的第二端分别与负载或者电网的第二端及第一电容c1的第二端连接。

具体的，第一电感l1、第二电感l2、第一电容c1、第二电容c2及第三电容c3构成阻抗网络，第一电容c1、第三电容c3、第一开关管s1及第二开关管s2构成半桥变换器，阻抗网络和半桥变换器共享了第一电容c1和第三电容c3组成的电容桥臂，简化了电路结构。

本申请中，通过控制两个开关管的占空比即可实现储能装置和新能源系统的能量双向流动，还将新能源系统的输出电压提升至负载所需电压或者电网电压。

另外，二极管d具有单向导通性，能够防止阻抗网络中的电流回流到电源模块，起到了保护电路的作用。

本发明通过控制两个开关管的占空比既实现了储能装置和新能源系统的能量双向流动又可以将新能源系统的输出电压提升至负载所需电压或者电网电压，相比于现有技术采用三个变换器解决新能源系统输出电压较低以及电压间歇性输出的问题，本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器的阻抗网络与半桥变换器共享了一个电容桥臂，大大的简化了电路结构，降低了电路级数，并且只需要控制两个开关管的占空比即可解决上述问题，控制方式简单，提高了新能源系统的电路工作效率，降低了成本。

作为一种优选的实施例，第二电容c2的容值等于第一电容c1与第三电容c3串联的容值。

作为一种优选的实施例，第一电感l1的电感值等于第二电感l2的电感值。

在实际应用中，为了减少半桥逆变器的输出波形中的谐波含量，这里可以使第二电容c2的容值等于第一电容c1与第三电容c3串联的容值(只是连接形式上的串联)，即c2＝c1//c3，第一电感l1的电感值等于第二电感l2的电感值，即l1＝l2，在此条件下，阻抗网络为对称网络。

作为一种优选的实施例，当第一开关管s1的占空比d1≥0.5，第二开关管s2的占空比d2＝0.5时，负载或者电网的第一端的电压为负载或者电网的第二端的电压为储能装置的正极的电压为储能装置的负极的电压为其中，vd为电源模块的输出电压。

具体的，以电源模块为太阳能电池板为例，基于五端子阻抗网络的多端口变换器存在三种工作模式，分别为：

第一工作模式：在光照充足时，太阳能电池板为储能装置和负载或者储能装置和电网提供电能；

第二工作模式：在光照不足时，太阳能电池板为负载或者电网提供电能，储能装置也为负载或者电网提供电能；

第三工作模式：在没有光照时，太阳能电池板不向外界提供电能，储能装置为负载或者电网提供电能。

以基于五端子阻抗网络的多端口变换器工作在第一工作模式为例，介绍基于五端子阻抗网络的多端口变换器的工作过程：

具体的，设定第一开关管s1和第二开关管s2的开关周期为t，第一开关管s1的占空比为d1，第二开关管s2的占空比为d2，电源模块的电压为vd，第一电感l1、第二电感l2、第一电容c1、第二电容c2及第三电容c3的电压分别为vl1、vl2、vc1、vc2及vc3，第一电感l1和第二电感l2的平均电流为il。

在第一工作模式下，设定d1≥0.5，d2＝0.5。

电路工作在稳态时，基于五端子阻抗网络的多端口变换器在一个开关周期内主要有3个工作模态，第一开关管s1开通时间为d1t，第二开关管s2开通时间为d2t，开关管的导通状态如图4所示，图4为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在工作模式1下的工作波形图。基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一工作模式的工作过程为：

工作模态1：t0～t1

如图5所示，图5为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管s1开通、第二开关管s2关断时的工作过程示意图(实线表示变换器中有电流流过的部分，虚线表示变换器中没有电流流过的部分，图6-图15同理)；第一开关管s1开通，第二开关管s2关断，工作模态1时长为(1-d2)t。第一电感l1通过vd-d-l1-c2回路放电，第一电感l1的电流il1线性减小。第二电感l2通过vd-d-c1-c3-l2回路放电，第二电感l2的电流il2线性减小。对图5中节点5列kcl方程：ic3＝il-ir2-，对节点3列kcl方程：ic1＝ic3-iz1+＝(il-ir2-)-iz1+＝il-ir2--iz1+，由图5分析可知，此时第一电感l1的电压vl1＝vd-vc2、第二电感l2的电压vl2＝vd-(vc1+vc3)，且由于c2＝c1//c3，l1＝l2，新型阻抗网络为对称网络，有：vl1＝vl2，vc2＝vc1+vc3。第二电容c2通过c2-z1-c3-l2回路将电能传递给负载或者电网，此时负载或者电网的电压vo1+＝vc2-(vd-vc1)。电源模块通过vd-r2回路将电能传递给储能装置，此时储能装置的电压vo2-＝vd-(vc1+vc3)。

工作模态2：t1～t2

如图6所示，图6为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管s1及第二开关管s2均开通时的工作过程示意图；第一开关管s1及第二开关管s2均开通，形成直通模态，工作模态2时长为(d1+d2-1)t。第一电容c1和第三电容c3通过第一开关管s1和第二开关管s2构成的直通桥臂与第一电感l1形成回路，并向第一电感l1充电，第一电感l1电流il1线性增长。第二电容c2通过直通桥臂与第二电感l2形成回路，并向第二电感l2充电，第二电感l2电流il2线性增长。第一电容c1的电流ic1＝-il，对图6节点3列kcl方程：ic3＝ic1-iz1-＝-(il+iz1-)，由图6分析可知，此时第一电感l1的电压vl1与第一电容c1和第三电容c3串联后的电压vc1+vc3相等，第二电感l2电压vl2与第二电容c2电压vc2相等。且由于c2＝c1//c3，l1＝l2，新型阻抗网络为对称网络，有：vl1＝vl2，vc1+vc3＝vc2，故有：vl1＝vl2＝vc1+vc3＝vc2。第三电容c3通过c3-z1回路将电能传递给负载或者电网，此时负载或者电网的电压vo1-＝-vc3。第二电容c2通过c2-r2回路将电能传递给储能装置，此时储能装置的电压vo2+＝vc2。

工作模态3：t2～t3

如图7所示，图7为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管s1关断、第二开关管s2开通时的工作过程示意图；第一开关管s1关断、第二开关管s2开通，工作模态3时长为(1-d1)t。第一电感l1通过vd-d-l1-c2回路放电，第一电感l1电流il1线性减小。第二电感l2通过vd-d-c1-c3-l2回路放电，第二电感l2电流il2线性减小。对图7中节点5列kcl方程：ic3＝il-iz1--ir2-，对图7中节点3列kcl方程：ic1＝ic3+iz1-＝il-ir2-，由图7分析可知，此时第一电感l1电压vl1＝vd-vc2、第二电感l2电压vl2＝vd-(vc1+vc3)，且由于c2＝c1//c3，l1＝l2，新型阻抗网络为对称网络，有：vl1＝vl2，vc1+vc3＝vc2。此时负载或者电网的电压vo1-＝-vc3。电源模块通过vd-r2-l2回路将电能传递给储能装置，此时储能装置的电压vo2-＝vd-(vc1+vc3)。

根据上述分析，负载或者电网的电压为正的时间段为t0～t1，持续时长t1+为(1-d2)t，负载或者电网的电压为负的时间段为t1～t3，持续时长t1-为(d1+d2-1)t+(1-d1)t＝d2t。由于工作在第一模式下设定d2＝0.5，则t1+＝t1-，故负载或者电网的电压为正、负电压交替，且时长相等的交流电压，可作为并网输出或者为负载提供所需电压，除了可以采用上述方式实现电压并网输出，也可以采用spwm(sinusoidalpulsewidthmodulation，正弦曲线脉冲宽度调制)或者svpwm(spacevectorpulsewidthmodulation，空间矢量脉冲宽度调制)的控制方式实现电压并网输出，这里不做限定。

储能装置的电压为正的时间段为t1～t2，持续时长t2+为(d1+d2-1)t，储能装置电压为负的时间段为t0～t1，持续时长t2-为(1-d2)t+(1-d1)t＝(1-d1-d2)t。由于工作在第一模式下设定d2＝0.5，则t2+≠t2-，故储能装置的电压为正、负电压交替，且时长不相等的电压，可为储能装置充电。

根据电感的伏秒平衡原理，对第一电感l1列写伏秒平衡方程式：

(vd-vc2)×(1-d2)t+(vc1+vc3)×(d1+d2-1)t+(vd-vc2)×(1-d1)t＝0(2)

解得：

根据电容的安秒平衡(电荷平衡)原理，对第一电容c1列写安秒平衡方程式：

简化得：

根据电容的安秒平衡(电荷平衡)原理，对第三电容c3列写安秒平衡方程式：

简化得：

联立式(6)和式(9)，可得：

即：

d2vo1+＝-(1-d2)vo1-(11)即：

d2(vc2-(vd-vc1))＝(1-d2)vc3(12)

将vc1+vc3＝vc2代入式(12)解出负载或者电网的电压：

对于储能装置的电压，经过上述分析，有：

根据第一工作模式下设定的d1、d2的值，1≤d1+d2＜1.5，根据式(13)和式(14)可得，负载或者电网的电压的峰值可以大于vd，也可以小于vd，可以实现基于五端子阻抗网络的多端口变换器的升、降压。此模式下，d2＝0.5，所以有vo1+＝vo1-，根据式(15)和式(16)可得，储能装置的电压的峰值可以大于vd，也可以小于vd，可以实现基于五端子阻抗网络的多端口变换器的升、降压。以d1＝0.75，d2＝0.5为例，得到如图4所示的波形图。

基于五端子阻抗网络的多端口变换器工作在第二工作模式的工作流程图如图8、图9、图10所示，图8为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管s1开通、第二开关管s2关断时的工作过程示意图，图9为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管s1及第二开关管s2均开通时的工作过程示意图，图10为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管s1关断、第二开关管s2开通的工作过程示意图。

基于五端子阻抗网络的多端口变换器工作在第三工作模式的工作流程图如图11、图12所示，图11为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管s1开通、第二开关管s2关断的工作过程示意图，图12为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管s1关断、第二开关管s2开通的工作过程示意图。

基于五端子阻抗网络的多端口变换器工作在第二工作模式和第三工作模式下的工作过程与基于五端子阻抗网络的多端口变换器工作在第一工作模式下的工作过程大体相同，在此不再赘述。

下面以d1＝0.5，d2≥0.5为例，介绍基于五端子阻抗网络的多端口变换器工作在第一工作模式下的工作过程：

如图13、图14、图15所示，图13为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管s1及第二开关管s2均开通时的工作过程示意图，图14为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管s1开通、第二开关管s2关断时的工作过程示意图，图15为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在第一开关管s1关断、第二开关端开通时的工作过程示意图；电路工作在稳态时，基于五端子阻抗网络的多端口变换器在一个开关周期内主要有3个工作模态，第一开关管s1开通时间为d1t，第二开关管s2开通时间为d2t，该工作模式的负载或者电网的电压为非对称电压，即正负电压时长不相等。该工作模式的工作过程与基于五端子阻抗网络的多端口变换器工作在第一工作模式，负载或者电网的电压为正、负电压交替，时长相等的交流电压时相同，但是顺序不同，同样可以得出式(17)、式(18)、式(19)、式(20)的表达式，在此不再赘述。

以d1＝0.5，d2＝0.75为例，得到如图16所示的波形图，图16为本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器在工作模式2下的工作波形图。

作为一种优选的实施例，第一开关管s1与第二开关管s2均为nmos，其中，第一开关管s1的第一端与第二开关管s2的第一端均为nmos的漏极，第一开关管s1的第二端与第二开关管s2的第二端均为nmos的源极。

作为一种优选的实施例，第一开关管s1与第二开关管s2均为igbt，其中，第一开关管s1的第一端与第二开关管s2的第一端均为igbt的集电极，第一开关管s1的第二端及第二开关管s2的第二端均为igbt的发射极。

具体的，nmos具有开关速度快、开关损耗小的优点，igbt具有耐压等级高的优点。除了可以是上述两种开关管以外，还可以是pmos等其他能够实现本发明目的的开关管，这里不做限定。

本发明提供了一种基于五端子阻抗网络的多端口变换器，应用于新能源系统，包括二极管、第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容及第三电容，其中，二极管的阳极与电源模块的正极连接，二极管的阴极分别与第一电感的第一端及第一电容的第一端连接，第一电感的第二端分别与第二电容的第一端及第一开关管的第一端连接，第一开关管的第二端分别与负载或者电网的第一端及第二开关管的第一端连接，第二开关管的第二端分别与第三电容的第一端、第二电感的第一端及储能装置的正极连接，第二电感的第二端分别与储能装置的负极、第二电容的第二端及电源模块的负极连接，第三电容的第二端分别与负载或者电网的第二端及第一电容的第二端连接。

可见，本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器中的第一电感、第二电感、第一电容、第二电容及第三电容构成了阻抗网络，通过控制两个开关管的占空比既实现了储能装置和新能源系统的能量双向流动又可以将新能源系统的输出电压提升至负载所需电压或者电网电压，相比于现有技术采用三个变换器解决新能源系统输出电压较低以及电压间歇性输出的问题，本发明提供的基于五端子阻抗网络的多端口变换器的阻抗网络与半桥变换器共享了一个电容桥臂，大大的简化了电路结构，降低了电路级数，并且只需要控制两个开关管的占空比即可解决上述问题，控制方式简单，提高了新能源系统的电路工作效率，降低了成本。

本发明还提供了一种新能源系统，包括电源模块及储能装置，还包括负载或者电网，还包括如上述所述的基于五端子阻抗网络的多端口变换器。

作为一种优选的实施例，电源模块为太阳电池板。

具体的，太阳能电池板具有将光能转化为电能，减少污染的特点，电源模块除了可以是太阳能电池板以外，还可以是发电机等其他能够为系统提供电能的装置。

作为一种优选的实施例，储能装置为超级电容或者电池存储储能装置。

具体的，超级电容具有使用寿命长、安全、绿色环保的优点。

对于本发明提供的新能源系统的介绍请参照上述实施例，本发明在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。