【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子应用，尤其涉及一种基于部分功率变换电路与tab电路的路由拓扑电路。
技术介绍
1、多端口变换器的研究背景：
2、1)随着新能源如太阳能、风能以及储能设备等的广泛应用，传统的配电系统需要适应这些新型能源和负载的接入，这要求配电系统能够快速响应分布式能源出力与负荷的变化，并进行功率流动的精准调节；
3、2)为了应对电网中分布式可再生能源、储能设备以及电动汽车等新型负荷的接入，构建基于电力电子变换器的交直流混合配电系统成为重要手段。多端口电力电子变压器(pet)在这种系统中扮演关键枢纽角色，可以实现各端口功率与电压的灵活调控、电能质量治理以及端口间能量互联互济和故障相互隔离；
4、3)多端口电力电子变压器因其能够实现双向能量流、灵活的功率流调节、谐波和无功功率控制以及故障隔离等功能而受到越来越多的关注。它们在交直流混合配电系统中具有广阔的应用前景，尤其是在需要隔离和大功率ac/dc、dc/dc变换的场合；
5、4)基于电力电子变压器的多端口电能路由器因其能够通过模块单元的串并联实现装置电压和功率等级的提升，以及通过高频变压器实现各个端口电气隔离而受到关注。这种电能路由器可以更好地接入各种形式的新能源和储能设备；
6、由于传统的直流变换设备种类繁多，因此加设端口得到的多端口直流变换器也有着诸多不同的架构，按照其中电气隔离的实现程度，可以将其分为：非隔离型多端口dc/dc变换器、半隔离型多端口dc/dc变换器和隔离型多端口dc/dc变换器。多数三端口dc/d
7、对于输出需求为变化量的系统，传统的处理方式是将需求的输出量作为一个整体，所有传递的能量都流经变换器，根据负载的实时需求进行调整，经过开关设备和电隔离设备的变换，包括电压和电流的处理，从而供给负载，这种要对传递的所有功率进行处理的称为全功率变换，基于此想法构建的变换器叫做全功率变换器；部分功率处理是相对于全功率处理提出的概念，具体思路是：将输出量进行划分，一部分进行恒量传递，不经过变换设备，仅在端口参数的影响下直接流向负载，除此以外的非恒定部分则进行变换，通过控制量进行动态调整以满足负载需求，由于仅存在一部分随输出变化的量，这种处理方式被称作部分功率处理，以部分功率处理为目标构建的变换器为部分功率变换器。
8、传统的tab拓扑为三电感模型，采用的一般为简单的sps控制，控制需要进行复杂的软件解耦。tab的拓扑在全桥变换器中，变压器的漏感、在其中会产生的涡流以及馈能是造成损耗的首要因素，存在功率转换效率低和稳定性低等问题。因此减小损耗需要从减小流经变压器和开关设备的能量来考虑，但变压器的存在除了调整电压大小，还起着为端口间提供电气隔离的重要意义，因此需要从减小损耗以及减小流经变压器和开关设备的能量着手。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，具体提供如下技术方案，以替代传统的tab变换器，获取更高的效率，以及更为优质的输出能量，技术方案具体如下：
2、1)第一方面，本专利技术提供一种基于部分功率变换电路与tab电路的路由拓扑电路，具体技术方案如下：
3、包括三绕组变压器、部分功率变换电路和tab电路，tab电路包括第一直流母线端口结构、储能电池端口结构、第二直流母线端口结构，储能电池端口结构用于连接储能电池；
4、第一直流母线端口结构连接三绕组变压器的中压侧绕组；
5、储能电池端口结构连接三绕组变压器的低压侧绕组；
6、第二直流母线端口结构连接三绕组变压器的高压侧绕组；
7、部分功率变换电路与第一直流母线端口结构之间设有连接用于连接燃料电池的电池端口；
8、第一直流母线端口结构用于连接第一直流母线，第二直流母线端口结构用于连接第二直流母线。
9、在上述方案的基础上，本专利技术的一种基于部分功率变换电路与tab电路的路由拓扑电路还可以做如下改进。
10、进一步，第一直流母线端口结构包括第一端口电容、第一电感和具有四个功率管的第一功率管全桥电路；
11、第一电感的一端连接三绕组变压器的中压侧同名端，第一电感的另一端连接第一功率管全桥电路的第一功率管的源极和第一功率管全桥电路的第二功率管的漏极；
12、三绕组变压器的中压侧异名端连接第一功率管全桥电路的第三功率管的源极和第一功率管全桥电路的第四功率管的漏极；
13、第一功率管全桥电路的第一功率管的漏极、第一功率管全桥电路的第三功率管的漏极和第一端口电容的正极均与第一直流母线的正极连接；第一功率管全桥电路的第二功率管的源极、第一功率管全桥电路的第四功率管的源极、第一端口电容的负极均与第一直流母线的负极连接。
14、进一步，储能电池端口结构包括第二端口电容、第二电感和具有四个功率管的第二功率管全桥电路；
15、第二电感的一端连接三绕组变压器的低压侧同名端，第二电感的另一端连接第二功率管全桥电路的第一功率管的源极和第二功率管全桥电路的第二功率管的漏极；
16、三绕组变压器的低压侧异名端与第二功率管全桥电路的第三功率管的源极、第二功率管全桥电路的第四功率管的漏极连接；
17、第二功率管全桥电路的第一功率管的漏极、第二功率管全桥电路的第三功率管的漏极、第二端口电容的正极均与储能电池的正极连接；第二功率管全桥电路的第二功率管的源极、第二功率管全桥电路的第四功率管的源极和第二端口电容的负极均与储能电池的负极连接。
18、进一步，第二直流母线端口结构包括第三端口电容和具有四个功率管的第三功率管全桥电路；
19、三绕组变压器的高压侧同名端与第三功率管全桥电路的第一功率管的源极和第三功率管全桥电路的第二功率管的漏极连接；三绕组变压器的高压侧异名端连接第三功率管全桥电路的第三功率管的源极和第三功率管全桥电路的第四功率管的漏极；
20、第三功率管全桥电路的第一功率管的漏极和第三功率管全桥电路的第三功率管的漏极、第三端口电容的正极均与第二直流母线的正极连接；第三功率管全桥电路的第二功率管的源极和第三功率管全桥电路的第四功率管的源极、第三端口电容的负极均与第二直流母线的负极连接。
21、进一步，部分功率变换电路包括四开关电路、第四端口电容和第五端口电容，四开关电路包括第一半桥电路和第二半桥电路，第一半桥电路的桥臂的中点和第二半桥电路的桥臂的中点之间连接有第三电感；
22、燃料电池的正极与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于部分功率变换电路与TAB电路的路由拓扑电路，其特征在于，包括三绕组变压器、部分功率变换电路和TAB电路，所述TAB电路包括第一直流母线端口结构、储能电池端口结构、第二直流母线端口结构，所述储能电池端口结构用于连接储能电池；
2.根据权利要求1所述的一种基于部分功率变换电路与TAB电路的路由拓扑电路，其特征在于，所述第一直流母线端口结构包括第一端口电容、第一电感和具有四个功率管的第一功率管全桥电路；
3.根据权利要求1所述的一种基于部分功率变换电路与TAB电路的路由拓扑电路，其特征在于，所述储能电池端口结构包括第二端口电容、第二电感和具有四个功率管的第二功率管全桥电路；
4.根据权利要求1所述的一种基于部分功率变换电路与TAB电路的路由拓扑电路，其特征在于，所述第二直流母线端口结构包括第三端口电容和具有四个功率管的第三功率管全桥电路；
5.根据权利要求1所述的一种基于部分功率变换电路与TAB电路的路由拓扑电路，其特征在于，所述部分功率变换电路包括四开关电路、第四端口电容和第五端口电容，所述四开关电路包括第一半桥电路和第二半
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种基于部分功率变换电路与TAB电路的路由拓扑电路，其特征在于，所述第一直流母线的电压为220V，所述第二直流母线的电压为750V。
7.一种基于部分功率变换电路与TAB电路的路由拓扑电路的使用方法，其特征在于，使用的通过基于部分功率变换电路与TAB电路的路由拓扑电路包括：三绕组变压器、部分功率变换电路和TAB电路，所述TAB电路包括第一直流母线端口结构、储能电池端口结构、第二直流母线端口结构，所述储能电池端口结构用于连接储能电池；
8.根据权利要求7所述的一种基于部分功率变换电路与TAB电路的路由拓扑电路的使用方法，其特征在于，使用方法还包括：
9.一种具有功率转换功能的用电设备，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的一种基于部分功率变换电路与TAB电路的路由拓扑电路。
10.一种电网系统，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的一种基于部分功率变换电路与TAB电路的路由拓扑电路。
...【技术特征摘要】
1.一种基于部分功率变换电路与tab电路的路由拓扑电路，其特征在于，包括三绕组变压器、部分功率变换电路和tab电路，所述tab电路包括第一直流母线端口结构、储能电池端口结构、第二直流母线端口结构，所述储能电池端口结构用于连接储能电池；
2.根据权利要求1所述的一种基于部分功率变换电路与tab电路的路由拓扑电路，其特征在于，所述第一直流母线端口结构包括第一端口电容、第一电感和具有四个功率管的第一功率管全桥电路；
3.根据权利要求1所述的一种基于部分功率变换电路与tab电路的路由拓扑电路，其特征在于，所述储能电池端口结构包括第二端口电容、第二电感和具有四个功率管的第二功率管全桥电路；
4.根据权利要求1所述的一种基于部分功率变换电路与tab电路的路由拓扑电路，其特征在于，所述第二直流母线端口结构包括第三端口电容和具有四个功率管的第三功率管全桥电路；
5.根据权利要求1所述的一种基于部分功率变换电路与tab电路的路由拓扑电路，其特征在于，所述部分功率变换电路包括四开关电路、第四端口电容和第五端口电容，所述四开关电路包括第一半桥电...
【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，赵利宁，党东升，屈高强，张诗豪，韩一鸣，宫建锋，康健，郑伟，宁永龙，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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