是让第一 DC/DC变换器和第二 DC/DC变换器相互交换功率，使功率在第一 DC/DC变换器和第二 DC/DC变换器之间双向流动。当IGBT模块SI导通，IGB模块S2关断时，电感LO两端承受正向电压，电感LO中电流上升，能量从第一 DC/DC变换器中转移到电感LO中。当IGBT模块S2导通，IGBT模块SI关断时，电感LO两端承受负向电压，电感LO中电流下降，能量从电感LO中释放到第二 DC/DC变换器中。通过此工作方式，功率从第一 DC/DC变换器转移到第二 DC/DC变换器。同理，当功率需要从第二 DC/DC变换器转移到第一 DC/DC变换器中时，IGBT模块SI关断，IGBT模块S2导通，电感LO承受第二 DC/DC变换器正向电压，电感LO中电流上升，功率从第二 DC/DC变换器中转移到电感LO中。当IGBT模块SI导通，IGBT模块S2关断时，电感两端承受第二 DC/DC变换器负向电压，电感LO中电流下降，功率从电感LO转移到第一 DC/DC变换器中。第一 DC/DC变换器和第二 DC/DC变换器通过平衡桥电路双向传递能量。第一DC/DC变换器吸收的功率通过第二 DC/DC变换器输出到第二测试负载中。与传统使用两组装置分别模拟光伏电池和储能装置相比，本发明所述的模拟电源装置的功率经过一级DC/AC逆变环节反馈到市电网，再经过两级AC/DC+DC/DC变换到被测试设备中，从而降低了系统由于两级变换所产生的损耗，提高了系统效率，增加了系统的可靠性。本发明通过在第一DC/DC变换器和第二 DC/DC变换器之间设计平衡桥电路，使两个DC/DC变换器之间能够交换功率，降低本发明所述模拟电源装置的系统损耗，抑制整个模拟电源装置的输出功率不平衡度。
[0024]如图2和图3所示，本发明中包括3个开关元件K1、K2、K3。其中Kl起到是否平衡桥电路起作用的目的，当Kl闭合时，平衡桥电路参与到该模拟电源装置的工作电路中；当Kl断开时候，平衡桥电路中LO与主电路断开，功率器件SI和S2关断，承受电压为上正下负，平衡桥电路中无导通回路，可视作与主电路隔离开。当K1、K2、K3都断开时，该模拟电源装置中只有第一 DC/DC变换器处于工作模式。当Kl断开、Κ2、Κ3同时闭合时，第一 DC/DC变换器和第二 DC/DC变换器同时起相应的模拟功能，其中，第一 DC/DC变换器向测试负载I提供光伏电池或储能电池功能，第二 DC/DC变换器向测试负载2提供电池模拟功能。当K1、K2断开、K3闭合时，两个DC/DC变换器串联向被测试负载提供模拟功能，使得本发明所述的模拟电源装置最高向外输出功率提高一倍，增加单一被测试设备的功率和容量。
[0025]如图4-6所示，第一 DC/DC变换器和第二 DC/DC变换器可以是多种类型的DC/DC变换器，例如buck电路、boost电路、buck-boost电路或其它电路。当电源模拟光伏发电功能，需要输出功率模拟光伏电池IV曲线，且电压较低时，可以采用如图4所示的buck电路。当低于输出电压时候，可以采用如图5所示的boost电路。当输出电压既可能高于输入电压，也可能低于输入电压时，可以采用如图6所示的buck-boost电路。
[0026]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种新型多端口新能源发电模拟电源装置，其特征在于:包括串联连接的AC/DC变换器和DC/DC变换器；所述的DC/DC变换器包括用于光伏电池模拟功能的第一 DC/DC变换器、用于储能电池模拟功能的第二 DC/DC变换器、用于第一 DC/DC变换器与第二 DC/DC变换器相互交换功率的平衡桥电路和开关元件；所述的AC/DC变换器的输入端与交流电源相连，输出端分别与第一 DC/DC变换器、第二 DC/DC变换器的输入端相连，AC/DC变换器用于同时为第一 DC/DC变换器和第二 DC/DC变换器稳定可靠的直流电压； 所述的平衡桥电路包括绝缘栅双极型晶体管S1、绝缘栅双极型晶体管S2和电感LO ;所述的开关元件包括第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3 ; 所述的绝缘栅双极型晶体管SI，其集电极接第一 DC/DC变换器的正向输入端；其发射极经电感L0、第一开关Kl接第一 DC/DC变换器的负向输入端，其发射极还经电感L0、第一开关Kl接第二 DC/DC变换器的正向输入端； 所述的绝缘栅双极型晶体管S2，其集电极经电感L0、第一开关Kl接第二 DC/DC变换器的正向输入端；其发射极接第二 DC/DC变换器的负向输入端； 所述的第一 DC/DC变换器，其正向输出端接第一测试负载的正向输入端，其负向输出端经第二开关K2接第一测试负载的负向输入端；所述的第二 DC/DC变换器，其正向输出端经第二开关K2接第二测试负载的正向输入端，其负向输出端经第三开关K3接第二测试负载的负向输入端。
2.根据权利要求1所述的一种新型多端口新能源发电模拟电源装置，其特征在于:所述的第一 DC/DC变换器和第二 DC/DC变换器分别采用buck电路、boost电路、buck-boost电路中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种新型多端口新能源发电模拟电源装置，其特征在于:所述的buck电路包括电解电容Cl、绝缘栅双极型晶体管S3、二极管Dl、电感LI和电解电容C2 ;所述绝缘栅双极型晶体管S3，其集电极接电解电容Cl的正极，其发射极接二极管Dl的阴极；所述二极管Dl的阳极接电解电容Cl的负极；所述电感LI的两端分别与二极管Dl的阴极、电解电容C2的阳极相连；电解电容C2的负极与二极管Dl的阳极相连；电解电容Cl的正、负极两端分别作为该buck电路的正向输入端、负向输入端；电解电容C2的正、负极两端分别作为该buck电路的正向输入端、负向输出端。
4.根据权利要求2所述的一种新型多端口新能源发电模拟电源装置，其特征在于:所述boost电路包括电解电容C3、电感L2、绝缘栅双极型晶体管S4、二极管D2和电解电容C4 ；电解电容C3的正极经电感L2与绝缘栅双极型晶体管S4的集电极相连，绝缘栅双极型晶体管S4的集电极还与二极管D2的阳极相连，绝缘栅双极型晶体管S4的发射极分别与电解电容C3、C4的负极相连，绝缘栅双极型晶体管S4的基极由外部独立电路驱动；二极管D2的阴极接电解电容C4的正极；电解电容C3的正、负极两端分别作为该boost电路的正向输入端、负向输入端；电解电容C4的正、负极两端分别作为该boost电路的正向输入端、负向输出端。
5.根据权利要求2所述的一种新型多端口新能源发电模拟电源装置，其特征在于:所述buck-boost电路包括电解电容C5、绝缘栅双极型晶体管S5、电感L3、绝缘栅双极型晶体管S6和电解电容C6 ;所述绝缘栅双极型晶体管S5，其基极由外部独立电路驱动，其集电极接电解电容C5的正极，其发射极接绝缘栅双极型晶体管S6的集电极；所述绝缘栅双极型晶体管S6，其基极基极由外部独立电路驱动，其发射极接电解电容C6的负极；所述电感L3，其一端连接在绝缘栅双极型晶体管S5与绝缘栅双极型晶体管S6之间的节点上，另一端分别与电解电容C5的负极、电解电容C6的正极相连；电解电容C5的正、负极两端分别作为该buck-boost电路的正向输入端、负向输入端；电解电容C6的正、负极两端分别作为该buck-boost电路的正向输入端、负向输出端。
【专利摘要】本发明涉及一种新型多端口新能源发电模拟电源装置，包括串联连接的AC/DC变换器和DC/DC变换器；所述的DC/DC变换器包括用于光伏电池模拟功能的第一DC/DC变换器、用于储能电池模拟功能的第二DC/DC变换器、用于第一DC/DC变换器与第二DC/DC变换器相互交换功率的平衡桥电路和开关元件；所述的AC/DC变换器的输入端与交流电源相连，输出端分别与第一DC/DC变换器、第二DC/DC变换器的输入端相连，AC/DC变换器用于同时为第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器稳定可靠的直流电压。该装置同时具备光伏电池板模拟和电池模拟功能，能够大大降低微电网测试平台成本，提高设备的工作效率，降低测试电源装置的占地面积。
【IPC分类】G01R31-00
【公开号】CN104833880
【申请号】CN201510233350
【发明人】唐德平, 曹远志
【申请人】合肥科威尔电源系统有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月9日