[發明專利]放射狀直流微網

無效

• 申請號: 201210249981.4
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN102769382A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 陸飛;王男;楊喜軍;郜登科
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28;H02M3/335
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及一種電力電子技術領域的集中分布直流電網，具體地，涉及一種放射狀直流微網，其可將多路12V直流從輸入端升壓至120V直流送至儲能裝置，將多路120V直流從輸入端降壓至12V直流送至儲能裝置；或將12V直流從儲能裝置升壓至120V直流送至多路輸入端、將120V直流從儲能裝置降壓至12V直流送至多路輸入端。

背景技術

放射狀直流微網是微電網重要組成部分。隨著我國微電網的迅猛發展，對于放射狀直流微網的需求越來越旺盛，對放射狀直流微網的功率傳輸的靈活性要求也越來越高。穩定性好、功率傳輸靈活的放射狀直流微網符合微電網的發展要求，具有良好的應用前景。

為了完成雙向功率傳輸，放射狀直流微網可以采用帶隔離型的放射狀直流微網和非隔離型的放射狀直流微網。與帶隔離型的放射狀直流微網相比，非隔離型的放射狀直流微網方案具有結構簡單、成本低廉、電源利用率高和穩定可靠的優點。

經過對現有適合分布直流電網的接口技術的檢索發現，文章《永磁風力發電機分布式直流并網動態電壓解耦補償控制》(《電機與控制學報》，20011第5期)中描述的直流變換器的結構復雜、功能不全、不能實現雙向功率參數、且效率較低、成本較高。

為此需要采用新的放射狀直流微網，以便于簡化結構、提高電源利用率、簡化控制、保證供電質量。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種放射狀直流微網，其能夠實現雙向直流功率傳輸，具有結構簡單、控制簡便、成本低廉等優點。

為實現上述目的，本發明提供了一種放射狀直流微網，其包括多個依次級聯的接口電路和一個儲能裝置，其中，各個接口電路的結構相同，所述接口電路的輸入端與各自的直流電源的輸出端相連，輸出端與所述儲能裝置的輸入端相連；

所述接口電路為雙向直流功率傳輸開關電路，包括第一電解電容、第二電解電容、第一電阻、第二電阻、第一電感、第二電感和八個IGBT，其中，所述第一電解電容正極與直流電源的輸入正極相連，其負極與直流電源的輸入負極相連；所述第二電解電容正極與直流電源的輸出正極相連，其負極與直流電源的輸出負極相連；所述第一電阻為穩定電阻，其兩端與所述第一電解電容兩端并聯；所述第二電阻為穩定電阻，其兩端與所述第二電解電容兩端并聯；所述第一電感兩端分別與第一節點和第三節點相連；所述第二電感兩端分別與第二節點和第四節點相連；第一IGBT集電極與所述輸入正極相連，其發射極與所述第一節點相連；第二IGBT集電極與所述第一節點相連，其發射極與所述輸入負極相連；第三IGBT集電極與所述輸入正極相連，其發射極與所述第二節點相連；第四IGBT集電極與所述第二節點相連，其發射極與所述輸入負極相連；第五IGBT集電極與所述輸出正極相連，其發射極與所述第三節點相連；第六IGBT集電極與所述第三節點相連，其發射極與所述輸出負極相連；第七IGBT集電極與所述輸出正極相連，其發射極與所述第四節點相連；第八IGBT集電極與所述第四節點相連，其發射極與所述輸出負極相連；

其中，所述第一節點為所述第一IGBT與所述第二IGBT構成的橋臂中點，所述第二節點為所述第三IGBT與所述第四IGBT構成的橋臂中點，所述第三節點為所述第五IGBT與所述第六IGBT構成的橋臂中點，所述第四節點為所述第七IGBT與所述第八IGBT構成的橋臂中點；

所述儲能裝置為包含多個接入端口的蓄電池或大電容。

根據上述的放射狀直流微網，其中，所述八個IGBT的門極接收PWM脈沖控制信號，當第一、三IGBT以一定占空比開通關斷，其余IGBT始終開通時，所述接口電路正向降壓；當第二、四IGBT以一定占空比開通關斷，其余IGBT始終開通時，所述接口電路正向升壓；當第五、七IGBT以一定占空比開通關斷，其余IGBT始終開通時，所述接口電路反向降壓；當第六、八IGBT以一定占空比開通關斷，其余IGBT始終開通時，所述接口電路正向降壓。

根據上述的放射狀直流微網，其中，所述第一電解電容、第二電解電容的電容值為2200F，耐壓為450V。

根據上述的放射狀直流微網，其中，所述第一電阻、第二電阻的電阻值為200kΩ，功率為2W。

根據上述的放射狀直流微網，其中，所述第一電感、第二電感的電感值為1mH。

根據上述的放射狀直流微網，其中，所述第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT和第四IGBT的參數為耐流35A/100℃，耐壓為600V，開關頻率為20kHz。