一种交错并联型双向DC-DC变换器制造技术

本申请公开了一种交错并联型双向DC

【技术实现步骤摘要】
一种交错并联型双向DC
‑
DC变换器


[0001]本申请涉及电力装备
，更具体地说，涉及一种交错并联型双向DC
‑
DC变换器。

技术介绍

[0002]在能源转型及节能减排的趋势下，可再生能源发展迅速。在此情况下各个国家均大力推广可再生清洁能源，并部署以电动汽车为代表的新能源汽车产业链，从而降低对传统化石能源依赖，以实现降低碳排放的目的。光伏系统、风能系统作为新可再生清洁能源的重要组成部分，其发电受环境气候影像较大，导致其发电量波动较大，对直流电网容易造成冲击，影响直流电网的供电稳定性，为直流电网的调控及能量调度带来诸多挑战。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供一种交错并联型双向DC
‑
DC变换器，用于实现直流电网与储能系统的连接。
[0004]为了实现上述目的，现提出的方案如下：
[0005]一种交错并联型双向DC
‑
DC变换器，用于实现直流电网与储能系统的连接，所述交错并联型双向DC
‑
DC变换器包括用于连接所述直流电网的高压输入输出端、用于连接所述储能系统的低压输入输出端和控制器，还包括第一极性电容、第二极性电容、第一电感、第二电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，其中：
[0006]所述低压输入输出端的正极分别与所述第一极性电容的正极、所述第一电感的一端、所述第二电感的一端连接，所述低压输入输出端的负极分别与所述第一电感的一端、所述第一开关管的一端、所述第三开关管的一端、所述第二极性电容的负极、所述高压输入输出端的负极连接；
[0007]所述第一电感的另一端分别与所述第二开关管的一端、所述第一开关管的另一端连接；
[0008]所述第二电感的另一端分别与所述第四开关管的一端、所述第三开关管的另一端连接；
[0009]所述高压输入输出端的正极分别与所述第二开关管的另一端、所述第四开关管的另一端、所述第二极性电容的正极连接；
[0010]所述控制器基于线性自抗扰控制原理输出控制信号，所述控制信号用于控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和/或所述第四开关管关断或闭合。
[0011]可选的，所述交错并联型双向DC
‑
DC变换器用于按Buck模式工作或按Boost模式工作。
[0012]可选的，所述第一开关管和所述第三开关管构成第一支路，所述第二开关管和所述第四开关管构成第二支路，当所述交错并联型双向DC
‑
DC变换器按所述Buck模式工作时，所述第一支路和所述第二支路按相同工作模式工作，且两者相位不同。
[0013]可选的，当所述交错并联型双向DC
‑
DC变换器按所述Boost模式工作时，所述第一开关管和所述第三开关管在所述控制信号驱动下实现导通或闭合，所述第二开关管和所述第四开关管用于实现续流作用。
[0014]可选的，所述控制器基于电压电流闭环控制方法对所述交错并联型双向DC
‑
DC变换器进行控制，包括电压控制环和电流控制环。
[0015]可选的，所述电压控制环采用比例积分控制机制实现。
[0016]可选的，所述电压控制环采用所述交错并联型双向DC
‑
DC变换器的输出电压作为反馈电压信号。
[0017]可选的，所述电流控制环采用线性自抗扰控制机制实现。
[0018]可选的，所述电流控制环采用所述交错并联型双向DC
‑
DC变换器的电感电流作为反馈电流信号。
[0019]从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种交错并联型双向DC
‑
DC变换器，包括用于连接直流电网的高压输入输出端、用于连接储能系统的低压输入输出端和控制器，还包括第一极性电容、第极性二电容、第一电感、第二电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管。控制器基于线性自抗扰控制原理输出控制信号，控制信号用于控制第一开关管、第二开关管、第三开关管和/或第四开关管关断或闭合，使其以Buck模式或者Boost模式工作，这样能够将直流电网的电能输入储能系统或者将储能系统的电能反馈回直流电网，实现了将直流电网与储能系统的连接，提高了直流电网的供电稳定性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，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。
[0021]图1为本申请提供的一种实施例的结构图；
[0022]图2为本申请实施例的交错并联型双向DC
‑
DC变换器在Buck模式时的等效开关电路图；
[0023]图3a为本申请实施例的交错并联型双向DC
‑
DC变换器在Buck模式时在开关合到1时的等效电路图；
[0024]图3b为本申请实施例的交错并联型双向DC
‑
DC变换器在Buck模式时在开关合到2时的等效电路图；
[0025]图3c为本申请实施例的交错并联型双向DC
‑
DC变换器在Buck模式时Buck等效电路在二极管反向偏置时的等效电路图；
[0026]图4为本申请实施例的交错并联型双向DC
‑
DC变换器在断续模式下电感电压与电流波形图；
[0027]图5为本申请实施例的交错并联型双向DC
‑
DC变换器在Buck模式时的电感电压和电流波形；
[0028]图6a为本申请实施例的交错并联型双向DC
‑
DC变换器在Boost模式下的等效开关模型；
[0029]图6b为本申请实施例的交错并联型双向DC
‑
DC变换器在Boost模式下的交流小信号模型；
[0030]图6c为本申请实施例的交错并联型双向DC
‑
DC变换器在Boost模式下的交流小信号模型；
[0031]图7为本申请实施例的交错并联型双向DC
‑
DC变换器在Buck模式时的等效电路模型；
[0032]图8为本申请实施例的交错并联型双向DC
‑
DC变换器在Boost模式时的等效电路模型；
[0033]图9为本申请实施例的控制器的控制原理图；
[0034]图10为本申请实施例的交错并联型双向DC
‑
DC变换器在稳态条件下Buck模式/Boost模式的输出波形；
[0035]图11为本申请实施例的交错并联型双向DC
‑
DC变换器在动态条件下Buck模式/Boost模式的输出波形。
具体实施方式
[0036]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交错并联型双向DC
‑
DC变换器，用于实现直流电网与储能系统的连接，其特征在于，所述交错并联型双向DC
‑
DC变换器包括用于连接所述直流电网的高压输入输出端、用于连接所述储能系统的低压输入输出端和控制器，还包括第一极性电容、第二极性电容、第一电感、第二电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，其中：所述低压输入输出端的正极分别与所述第一极性电容的正极、所述第一电感的一端、所述第二电感的一端连接，所述低压输入输出端的负极分别与所述第一电感的一端、所述第一开关管的一端、所述第三开关管的一端、所述第二极性电容的负极、所述高压输入输出端的负极连接；所述第一电感的另一端分别与所述第二开关管的一端、所述第一开关管的另一端连接；所述第二电感的另一端分别与所述第四开关管的一端、所述第三开关管的另一端连接；所述高压输入输出端的正极分别与所述第二开关管的另一端、所述第四开关管的另一端、所述第二极性电容的正极连接；所述控制器基于线性自抗扰控制原理输出控制信号，所述控制信号用于控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和/或所述第四开关管关断或闭合。2.如权利要求1所述的交错并联型双向DC
‑
DC变换器，其特征在于，所述交错并联型双向DC
‑
DC变换器用于按Buck模式工作或按Boost模式工作。3.如权利要求2所述的交错并联型双向DC
‑
DC变换器，其特征在于，所述第一开关管和所述第三开关管构成第一支路，所述第二开关管和所述第四开关管构...

【专利技术属性】
技术研发人员：万月，吕贝，张明杰，王献文，孟欣，梁勇，易立坤，王学平，鲁谟尔，赵广赫，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司华能陇东能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：