带储能管理的电能变换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电能变换装置，具体涉及一种带储能管理的电能变换装置。
【背景技术】
[0002]随着化石能源迅速消耗，以及由此带来的能源危机与环境污染日益加剧，近年来世界各国都在积极寻找和开发新的、清洁的可再生能源。太阳能具有取之不尽、用之不竭等优点，是理想的可再生能源。但是受到自然条件和光伏发电特性的影响，在阴天或者光照条件不良的情况下，光伏逆变器发电系统无法为负载提供足够的功率。又或者，在光照极强的条件下，由于已知技术中，通常会使得光伏逆变器跟踪光伏电池的最大发电功率点，且所有发电可以得到最大输出，这样就会对电网造成冲击。因而现有技术中需要一种储能管理系统，为并网逆变器提供能量管理。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种既能够在例如光伏电池板等发电设备发电不足时，通过储能设备提供补充电能，为负载提供足够电能；又能够在例如光伏电池板等发电设备发电过剩时，通过储能设备将过剩的电能存储起来，从而减小对电网的冲击。
[0004]为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案:
带储能管理的电能变换装置，包括:发电设备、储能设备、电能转换电路、负载，所述电能转换电路为一三端口电路，发电设备连接于第一输入端口，储能设备连接于第二输入端口，负载连接于第三输出端口，发电设备经过电能转换电路为负载提供电能，当发电设备供电不足时储能设备同时经过电能转换电路为负载提供电能；当发电设备供电充足时，发电设备将一部分电能经过电能转换电路存储到储能设备中。
[0005]本发明的一具体实施例中，所述电能转换电路包括，前级变换电路、变压器、后级变换电路，前级变换电路包括所述第一输入端口和所述第二输入端口，前级变换电路的输出端与变压器的输入端连接，变压器的输出端与后级变换电路的输入端连接。
[0006]本发明的一具体实施例中，所述前级变换电路，包括一全桥电路，第一开关和第二开关组成第一桥臂，第三开关和第四开关组成第二桥臂，全桥电路的两个桥臂中点分别连接一电感后并接为第二输入端口的正极，全桥电路的第一端子为第一输入端口的正极，全桥电路的第二端子为第一输入端口和第二输入端口的负极，全桥电路的两个桥臂中点为前级变换电路的输出端。
[0007]本发明一具体实施例中，后级变换电路为全桥整流滤波电路，整流滤波电路的输出端为第三输出端口。
[0008]本发明的一具体实施例中，所述电能转换电路还包括一控制电路，所述控制电路为前级变换电路提供驱动控制信号，控制全桥电路的开关的开通和关断。所述的驱动控制信号分别为第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号，且分别驱动第一开关、第二开关、第三开关和第四开关电路。所述第一开关和所述第二开关互补导通、所述第三开关和所述第四开关互补导通；所述驱动控制信号具有占空比；第一驱动信号和第三驱动信号控制所述第三开关和所述第一开关之间具有一移相角。移相角越大，前级电路向后级电路传递的电能越多；移相角越小，如级电路向后级电路传递的能量越少。占空比越小第一输入端口向后级电路传递的能量越多，占空比越大第二输入端口向后级变换电路传递的能量越多。
[0009]本发明一具体实施例中，电能转换电路还包括一双向变换电路，所述双向变换电路连接于后级变换电路的输出端，将后级变换电路的直流输出逆变为交流电输出给负载，所述负载也可以为交流电网。
[0010]本发明一具体实施例中，电网通过双向变换电路和一直直变换电路为所述储能设备充电，双向变换电路将交流电网输出的交流电压整流为直流电压输入给直直变换电路，直直变换电路经变压器的原变绕组为储能设备充电。
[0011 ] 本发明一具体实施例中，直直变换电路为一谐振变换电路，谐振变换电路的输入端连接于后级变换电路和双向变换电路之间，谐振变换电路的输出端为变压器的原边绕组，所述谐振变换电路包括开关电路和谐振电路，所述谐振电路由一电容、一电感和一变压器副边绕组组成。
[0012]本发明一具体实施例中，当电网为储能设备充电时，发电设备停止为后级变换电路输出电能。
[0013]本发明一具体实施例中，发电设备连接于第二输入端口，储能设备连接于第一输入端口。
[0014]基于上述，本发明实施例提供带储能管理的电能变换装置，能够有效管理能量的流动，并且为负载提供稳定的输出电能。特别是，当电能变换装置并网时，在电网处于用电低谷时，可以通过电网为储能设备充电，以便在电网用电高峰时电能变换装置可以为电网提供稳定的电能输出。
[0015]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
【附图说明】
[0016]图1为本发明一实施例框图。
[0017]图2为本发明第一具体实施例电路框图。
[0018]图3为本发明第一具体实施例中前级变换电路的开关驱动波形图。
[0019]图4为本发明第二具体实施例电路框图。
[0020]图5为本发明第三具体实施例电路框图。
[0021]图6为本发明第四具体实施例电路框图。
具体实施例
[0022]本发明实施例提出一种带储能管理的电能变换装置。所述电能变换装置能够控制发电设备、储能设备和负载之间的能量流动:当发电设备供电过剩时，发电设备为负载供电，并将过剩的电能存储到储能设备中；当发电设备供电不足时，储能设备会和发电设备同时为负载供电。另外，当负载为电网时，也即将电能变换装置用作并网设备，在电网用电高峰期，使发电设备和储能设备同时向电网输出最大功率；当发电设备输出功率过大时，将一部分电能存储到储能设备中，避免对电网造成冲击；在用电低谷期，通过电网为储能设备充电，留作用电高峰期使用。为了使本揭露的内容可以更容易了解，以下特举实施例做为本发明确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤，系代表相同或类似部件。
[0023]图1为本发明一实施例框图。请参考图1，带储能管理的电能变换装置包括电能变换电路13，所述电能变换电路13的第一输入端口 101连接发电设备11、第二输入端口 102连接储能设备12以及第三输入端口 103连接负载14。发电设备11经过电能转换电路13为负载14提供电能，当发电设备11供电不足时，储能设备12和发电设备11同时经过电能转换电路为负载14提供电能；当发电设备11供电过剩时，发电设备11将一部分电能经过电能转换电路13存储到储能设备12中，避免对负载造成冲击。另外，当负载14为电网时，也即将带储能管理的电能变换装置并网，在电网用电高峰期，使发电设备11和储能设备12同时向电网输出最大功率；当发电设备11输出功率过大时，将一部分电能存储到储能设备12中，避免对电网造成冲击；在用电低谷期，通过电网为储能设备12充电，留作用电高峰期使用。
[0024]以下以图2更进一步的说明电能变换装置的实施方式，一较佳实施例中所述电能转换电路23包括，前级变换电路231、变压器T、后级变换电路232，前级变换电路231包括所述第一输入端口 201和所述第二输入端口 202，前级变换电路231的输出端与变压器T的原边绕组Np的输入端连接，变压器副边绕组Nsl的输出端与后级变换电路232的输入端连接。后级变换电路232的输出端为第三输出端203。第一输入端口 201连接发电设备21，第二输入端口 202连接储能设备22，第三输出端口 203连接负载24。
[0025]本发明一优选实施例中所述前级变换电路231，包括一全桥电路，第一开关Ql和第二开关Q2组成第一桥臂，第三开关Q3和第四开关Q4组成第二桥臂，第一桥臂的桥臂中点A连接电感LI的第一端，第二桥臂的桥臂中点B连接电感L2的第一端，电感LI和L2的第二端并接后作为第二输入端口 202的正极，全桥电路的第一端子为第一输入端口 201的正极，全桥电路的第二端子为第一输入端口 201和第二输入端口 202的负极，全桥电路的两个桥臂中点A和B为前级变换电路231的输出端。
[0026]本发明一优选实施例中，所述后级变换电路232为全桥整流滤波电路，包括二极管D1-D4组成的全桥整流电路以及Lout和Cout组成的滤波电路。但是本发明的方案并不限于此，后级变换电路也可为其他形式的电路，例如半桥整流滤波电路等。
[0027]本发明一优选实施例中，所述电能转换电路23还包括一控制电路，所述控制电路为前级变换电路231中的开关Q1-Q4提供驱动控制信号Vgsl-Vgs4，控制全桥电路的开关的开通和关断。所述的驱动控制信号Vgsl-Vgs4分别驱动开关开关Q1-Q4。请再参考图3，图3为驱动信号Vgsl-Vgs4的一段