CN115955117A - 一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置 - Google Patents

一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置，包括直流电源输出端口(Vout+)串联去噪电路以提供稳定的直流输出，去噪电路包括差分放大器、标准电压输出模块、电流采样电路、瞬态响应增强电路、PMOS功率管、四个电阻负反馈网络；其中，差分放大器、标准电压输出模块、电流采样电路、瞬态响应增强电路、PMOS功率管、四个电阻负反馈网络形成闭合回路，标准电压输出模块连接差分放大器，输入电源连接电阻R3、标准电压输出模块以及PMOS功率管。本发明的一种基于电阻反馈网络的直流电源转换装置，易于模块化，采用PMOS管以及与电阻反馈网络结构的设置对电压噪声有大大抑制作用。

Description

一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置
技术领域
本发明涉及电源技术领域，具体涉及一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置。
背景技术
现有规模化的电池储能系统中，相同或不同类型的储能电池组并列运行时，一般通过不同的双向DC/DC变换器并接于直流母线上，或由双向DC/AC逆变器并接于交流母线上，按照规划的控制策略同时或分时向指定的电力网络送电-取电或向电力终端负载供电；交-直流母线反向对蓄电池组充电的过程即达到储能的目的。对于这类电池储能方式而言，每组蓄电池相对于母线只有一个出入口，在充、放电时需要进行反复切换电流方向，存在一定的转换时间差，影响系统响应速度，同时大功率带载切换时存在一定的安全风险。且现有电压变换电路的滤波去噪电路较为简单单一，不能有效根据电路自身特点进行针对性涉及。
发明内容
本发明旨在提供一种结构简单、易于模块化的一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置，该装置可实现输入-输出同时在线的电能平滑缓冲、动态存储作用。
本发明通过以下方案实现：一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置，包括直流发电电源输入端口Vin+、直流调整电源输出端口Vout+、储能电池组接入端口Vbat+、共用负极端口V-、正向充电控制IGBT(绝缘栅双极型晶体管)T-ci、充电蓄能电感Lc、充电续流二极管D1、放电控制IGBT T-d、放电蓄能电感Ld、放电续流二极管D2、输入-输出直通与反向隔离二极管D4和储能电池组，所述直流电源输出端口(Vout+)串联去噪电路以提供稳定的直流输出，去噪电路包括差分放大器、标准电压输出模块、电流采样电路、瞬态响应增强电路、PMOS功率管、四个电阻负反馈网络；其中，差分放大器、标准电压输出模块、电流采样电路、瞬态响应增强电路、PMOS功率管、四个电阻负反馈网络形成闭合回路，标准电压输出模块连接差分放大器，输入电源连接电阻R3、标准电压输出模块以及PMOS功率管，标准电压输出模块连接差分放大器，差分放大器连接瞬态响应增强电路输入端，瞬态响应增强电路输出端连接PMOS功率管以及电流采样电路输入端，电流采样电路输出端连接电阻R1，PMOS功率输出端连接电阻R4，其中，标准电压输出模块采用带隙基准电路产生电压，电阻R2接地，差分放大器连接电阻R1。
优选地，所述输入-输出直通与反向隔离二极管D4的阳极、正向充电控制IGBT T-ci的集电极分别连接直流发电电源输入端口Vin+，所述输入-输出直通与反向隔离二极管D4的阴极、放电续流二极管D2的阴极分别连接直流调整电源输出端口Vout+，所述正向充电控制IGBT T-ci的发射极连接充电续流二极管D1的阴极，所述放电控制IGBT T-d的集电极连接放电续流二极管D2的阳极，所述充电蓄能电感Lc的一端连接正向充电控制IGBT T-ci与充电续流二极管D1的相连接端，所述放电蓄能电感Ld的一端连接放电控制IGBT T-d与放电续流二极管D2的相连接端，所述充电蓄能电感Lc的另一端、放电蓄能电感Ld的另一端、储能电池组的正极端分别连接储能电池组接入端口Vbat+，所述充电续流二极管D1的阳极、储能电池组的负极端、放电控制IGBT T-d的发射极分别连接共用负极端口V-。
优选地，还包括反向充电控制IGBT T-co、第一反向充电隔离二极管D和第二反向充电隔离二极管D3，所述第二反向充电隔离二极管D3串接在正向充电控制IGBT T-ci与充电续流二极管D1的连接线路上，且第二反向充电隔离二极管D3的阴极与充电蓄能电感Lc的一端相连接，所述反向充电控制IGBT T-co的集电极连接直流调整电源输出端口Vout+，所述反向充电控制IGBT T-co的发射极连接第一反向充电隔离二极管D的阳极，所述第一反向充电隔离二极管D的阴极与充电蓄能电感Lc的一端相连接，所述反向充电控制IGBT T-co、第一反向充电隔离二极管D共同构成反向独立充电回路。
优选地，所述正向充电控制IGBT T-ci、充电蓄能电感Lc与充电续流二极管D1共同构成Buck降压充电电路，所述放电控制IGBT T-d、放电蓄能电感Ld与放电续流二极管D2共同构成Boost升压放电电路，所述Buck降压充电电路、储能电池组与Boost升压放电电路共同构成“H”型DC-B-DC电路架构。
优选地，还包括高频滤波电容和低频滤波电解电容，还包括高频滤波电容和低频滤波电解电容，所述低频滤波电解电容的正极端连接储能电池组接入端口Vbat+，所述低频滤波电解电容的负极端连接共用负极端口V-，所述高频滤波电容的两端并接在低频滤波电解电容的两端上。
优选地，所述储能电池组内设置有电池管理系统，储能电池组可以为镍氢电池组、锂离子电池组、铅酸电池组等。所有IGBT(包括正向充电控制IGBT T-ci、放电控制IGBT T-d和反向充电控制IGBT T-co)的栅极分别连接对应的IGBT驱动装置IGBT Driver，正向充电控制IGBT T-ci、放电控制IGBT T-d、反向充电控制IGBT T-co由各自对应的IGBT驱动装置IGBT Driver控制。
优选地，若干个直流电源变换装置的直流发电电源输入端口Vin+、直流调整电源输出端口Vout+、储能电池组接入端口Vbat+、共用负极端口V-一一对应并接以实现单一路功率扩展功能，此时所述储能电池组接入端口Vbat+连接的储能电池组的类型相同，例如储能电池组均为镍氢电池组、锂离子电池组等；若干个直流电源变换装置的直流发电电源输入端口Vin+、直流调整电源输出端口Vout+、共用负极端口V-一一对应并接且各储能电池组接入端口Vbat+各自独立以实现容量扩展功能或混合储能组合功能，各储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组的类型全部相同或一部分相同、一部分不同或完全不同，例如直流电源变换装置为三个时，三个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组均为镍氢电池组；或者其中两个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为镍氢电池组，另一个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为锂离子电池组；或者一个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为镍氢电池组，一个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为锂离子电池组，一个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为铅酸电池组。
本发明提供了一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置，所能实现的有益技术效果如下：
1、本发明结构简单，易于模块化，形成的“H”型结构，充、放电电路既可分时独立工作，也可基于电池组的电容器效应同时工作。
2、充-放电电路的单向特性其放电侧始终在线，无需双向切换，提升了储能系统的响应速度和安全可靠性。
3、本发明可将多类型的电池组分组并联，应用时由控制系统根据负荷需求协调出力比例，且始终在线无需切换，同时也随时响应发电侧的能源输入，使储能电池组全时在线处于进-出电能动态调节状态，较好地起到了电能缓冲器的作用。
4、反向充电控制IGBT(T-co)、第一反向充电隔离二极管(D)共同构成反向独立充电回路，实现了反向充电效率的大大提升。
5、本申请的去噪电路能够降低电压纹波，通过电阻R1、电阻R2、电阻R3，电阻R4组成的反馈网络分别与瞬态响应电路、电流采样电路、PMOS功率管的输出进行综合调节，将输出的电压反馈至差分放大器，该电阻网络大大增强了输出电压的稳定性；且瞬态响应增强电路大大增强了瞬态响应能力。
6、本申请采用PMOS管以及与电阻反馈网络结构的设置对电压噪声有大大抑制作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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它的附图。
图1为实施例1中基于电阻反馈网络的直流电源转换装置的电路框图；
图2为图1中直流电源变换装置的简图；
图3为两个直流电源变换装置的各端口相并接的示意图；
图4为直流电源变换装置与各部件相连接的示意图；
图5为去噪电路结构图；
图6为两个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+分别独立且其他三个端口相并接的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置，如图1所示，包括直流发电电源输入端口Vin+、直流调整电源输出端口Vout+、储能电池组接入端口Vbat+、共用负极端口V-、正向充电控制IGBT(绝缘栅双极型晶体管)T-ci、充电蓄能电感Lc、充电续流二极管D1、放电控制IGBT T-d、放电蓄能电感Ld、放电续流二极管D2、输入-输出直通与反向隔离二极管D4、储能电池组BAT、反向充电控制IGBT T-co、第一反向充电隔离二极管D、第二反向充电隔离二极管D3、高频滤波电容C1和低频滤波电解电容C2，输入-输出直通与反向隔离二极管D4的阳极、正向充电控制IGBT T-ci的集电极分别连接直流发电电源输入端口Vin+，输入-输出直通与反向隔离二极管D4的阴极、放电续流二极管D2的阴极分别连接直流调整电源输出端口Vout+，正向充电控制IGBT T-ci的发射极通过第二反向隔离二极管D3连接充电续流二极管D1的阴极且第二反向充电隔离二极管D3的阴极与充电续流二极管D1的阴极相连接，放电控制IGBT T-d的集电极连接放电续流二极管D2的阳极，充电蓄能电感Lc的一端连接第二反向充电隔离二极管D3与充电续流二极管D1的相连接端，反向充电控制IGBTT-co的集电极连接直流调整电源输出端口Vout+，反向充电控制IGBT T-co的发射极连接第一反向充电隔离二极管D的阳极，第一反向充电隔离二极管D的阴极与充电蓄能电感Lc的一端相连接，放电蓄能电感Ld的一端连接放电控制IGBT T-d与放电续流二极管D2的相连接端，充电蓄能电感Lc的另一端、放电蓄能电感Ld的另一端、储能电池组BAT的正极端分别连接储能电池组接入端口Vbat+，低频滤波电解电容C2的正极端连接储能电池组接入端口Vbat+，高频滤波电容C1的两端并接在低频滤波电解电容C2的两端上，充电续流二极管D1的阳极、储能电池组BAT的负极端、放电控制IGBT T-d的发射极、低频滤波电解电容C2的负极端分别连接共用负极端口V-，正向充电控制IGBT T-ci、充电蓄能电感Lc、充电续流二极管D1与第二反向充电隔离二极管D3共同构成Buck降压充电电路，放电控制IGBT T-d、放电蓄能电感Ld与放电续流二极管D2共同构成Boost升压放电电路，反向充电控制IGBTT-co、第一反向充电隔离二极管D共同构成反向独立充电回路，Buck降压充电电路、储能电池组与Boost升压放电电路共同构成“H”型DC-B-DC电路架构，储能电池组内设置有电池管理系统，储能电池组可以为镍氢电池组、锂离子电池组、铅酸电池组等。图2为图1中直流电源变换装置的简图。充电续流二极管D1、放电续流二极管D2、第一反向充电隔离二极管D、第二反向充电隔离二极管D3均为肖特基型，正向充电控制IGBT T-ci、充电蓄能电感Lc、放电控制IGBTT-d、放电蓄能电感Ld、反向充电控制IGBT T-co的具体电气参数分别按系统直流侧电压-电流等级、拟工况频率和设定的功率大小进行选型，所有IGBT(包括正向充电控制IGBT T-ci、放电控制IGBT T-d和反向充电控制IGBT T-co)的栅极分别连接对应的IGBT驱动装置IGBTDriver，正向充电控制IGBT T-ci、放电控制IGBT T-d、反向充电控制IGBT T-co由各自对应的IGBT驱动装置IGBT Driver控制。
若干个直流电源变换装置的直流发电电源输入端口Vin+、直流调整电源输出端口Vout+、储能电池组接入端口Vbat+、共用负极端口V-一一对应并接以实现单一路功率扩展功能，此时储能电池组接入端口Vbat+连接的储能电池组的类型相同，例如储能电池组均为镍氢电池组、锂离子电池组等；若干个直流电源变换装置的直流发电电源输入端口Vin+、直流调整电源输出端口Vout+、共用负极端口V-一一对应并接且各储能电池组接入端口Vbat+各自独立以实现容量扩展功能或混合储能组合功能，各储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组的类型全部相同或一部分相同、一部分不同或完全不同，例如直流电源变换装置为三个时，三个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组均为镍氢电池组；或者其中两个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为镍氢电池组，另一个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为锂离子电池组；或者一个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为镍氢电池组，一个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为锂离子电池组，一个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为铅酸电池组。图3为两个直流电源变换装置的各端口相并接的示意图，图6为两个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+分别独立且其他三个端口相并接的示意图。
直流电源变换装置与各控制部件相连接的示意图如图4所示，光伏发电等新能源对应接入直流电源变换装置的直流发电电源输入端口Vin+、共用负极端口V-，DC-AC逆变装置PCS等电力负载的直流侧对应连接直流电源变换装置的直流调整电源输出端口Vout+、共用负极端口V-，储能电池组的正极端、负极端与直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+、共用负极端口V-对应连接。通常情况下，储能电池组工作电压<直流发电电源输入电压≤直流调整电源输出电压进行配置(一般低压工频DC-AC逆变装置PCS直流侧输入额定电压约为750Vdc左右)，储能电池组有独立的电池管理系统BMS。
实施例2：
所述直流电源输出端口还串联去噪电路以提供稳定的直流输出，去噪电路包括差分放大器、标准电压输出模块、电流采样电路、瞬态响应增强电路、PMOS管、四个电阻负反馈网络；其中，差分放大器、标准电压输出模块、电流采样电路、瞬态响应增强电路、PMOS管、四个电阻负反馈网络形成闭合回路，标准电压输出模块连接差分放大器，输入电源连接电阻R3、标准电压输出模块以及PMOS功率管，标准电压输出模块连接差分放大器，差分放大器连接瞬态响应增强电路输入端，瞬态响应增强电路输出端连接PMOS功率管以及电流采样电路输入端，电流采样电路输出端连接电阻R1，PMOS功率输出端连接电阻R4，其中，标准电压输出模块采用带隙基准电路产生电压，电阻R2接地，差分放大器连接电阻R1。本申请的去噪电路根据能够答复降低电压纹波，通过电阻R1、电阻R2、电阻R3，电阻R4组成的反馈网络分别与瞬态响应电路、电流采样电路、PMOS功率管的输出进行综合调节，将输出的电压反馈至差分放大器，该电阻网络大大增强了输出电压的稳定性；且瞬态响应增强电路大大增强了瞬态响应能力，本申请采用PMOS管以及与电阻反馈网络结构的设置对电压噪声有大大抑制作用。
本发明的基于电阻反馈网络的直流电源转换装置，结构简单，易于模块化，外部各端口直接并联时可按需扩展充放电功率，储能电池组接入端口Vbat+独立分开时可分别接入不同类型的储能电池组，构成混合储能电路，同时扩充容量。本发明的一种基于电阻反馈网络输出稳定电压的直流电源转换装置，主要应用在输入能量波动相对频繁并基于直流母线的储能系统中，其主要特点是输入-输出端相对隔离，储能电池组并接在输入-输出端之间，形成“H”型结构，充、放电电路既可分时独立工作，也可基于电池组的电容器效应同时工作，关键是充-放电电路的单向特性其放电侧始终在线，无需双向切换，提升了储能系统的响应速度和安全可靠性。
储能系统根据应对的电力负载不同而分为功率型、容量型、混合型等几种基本类型，从组合成本、管控等因素考虑，同类型电池往往只适合其中的一种储能类型，对于部分有特殊要求的电网、负载既有短时大功率需求，又有较长持续时间的容量需求(如区域电网、微电网)，混合储能是最佳选择。同一储能系统内不同类型的电池不能直接并接，通过本发明的一种基于电阻反馈网络输出稳定电压的直流电源转换装置可将多类型的电池组(包括但不限于镍氢电池组、锂离子电池组等)分组并联，应用时由控制系统根据负荷需求协调出力比例，且始终在线无需切换，同时也随时响应发电侧的能源输入，使储能电池组全时在线处于进-出电能动态调节状态，较好地起到了电能缓冲器的作用。
本发明的基于电阻反馈网络的直流电源转换装置通过设置反向充电控制IGBT(T-co)、第一反向充电隔离二极管(D)和第二反向充电隔离二极管(D3)，大大增强了反向充电效率。通过所述第二反向充电隔离二极管(D3)串接在正向充电控制IGBT(T-ci)与充电续流二极管(D1)的连接线路上，且第二反向充电隔离二极管(D3)的阴极与充电蓄能电感(Lc)的一端相连接，所述反向充电控制IGBT(T-co)的集电极连接直流调整电源输出端口(Vout+)，所述反向充电控制IGBT(T-co)的发射极连接第一反向充电隔离二极管(D)的阳极，所述第一反向充电隔离二极管(D)的阴极与充电蓄能电感(Lc)的一端相连接，所述反向充电控制IGBT(T-co)、第一反向充电隔离二极管(D)共同构成反向独立充电回路，实现了反向充电效率的大大提升。
同时，本申请通过设置高频滤波电容和低频滤波电解电容，实现了高频和低频的同时滤波，电路通过与还包括高频滤波电容和低频滤波电解电容的结合大大增强了电路输出频率稳定性。
实施例3：
还存在一种实施例包括直流发电电源输入端口Vin+、直流调整电源输出端口Vout+、储能电池组接入端口Vbat+、共用负极端口V-、正向充电控制IGBT(绝缘栅双极型晶体管)T-ci、充电蓄能电感Lc、充电续流二极管D1、放电控制IGBT T-d、放电蓄能电感Ld、放电续流二极管D2、输入-输出直通与反向隔离二极管D4和储能电池组，所述直流电源输出端口(Vout+)串联去噪电路以提供稳定的直流输出，去噪电路包括差分放大器、标准电压输出模块、电流采样电路、瞬态响应增强电路、PMOS功率管、四个电阻负反馈网络；其中，差分放大器、标准电压输出模块、电流采样电路、瞬态响应增强电路、PMOS功率管、四个电阻负反馈网络形成闭合回路，标准电压输出模块连接差分放大器，输入电源连接电阻R3、标准电压输出模块以及PMOS功率管，标准电压输出模块连接差分放大器，差分放大器连接瞬态响应增强电路输入端，瞬态响应增强电路输出端连接PMOS功率管以及电流采样电路输入端，电流采样电路输出端连接电阻R1，PMOS功率输出端连接电阻R4，其中，标准电压输出模块采用带隙基准电路产生电压，电阻R2接地，差分放大器连接电阻R1。
在一些实施例中，所述输入-输出直通与反向隔离二极管D4的阳极、正向充电控制IGBT T-ci的集电极分别连接直流发电电源输入端口Vin+，所述输入-输出直通与反向隔离二极管D4的阴极、放电续流二极管D2的阴极分别连接直流调整电源输出端口Vout+，所述正向充电控制IGBT T-ci的发射极连接充电续流二极管D1的阴极，所述放电控制IGBT T-d的集电极连接放电续流二极管D2的阳极，所述充电蓄能电感Lc的一端连接正向充电控制IGBTT-ci与充电续流二极管D1的相连接端，所述放电蓄能电感Ld的一端连接放电控制IGBT T-d与放电续流二极管D2的相连接端，所述充电蓄能电感Lc的另一端、放电蓄能电感Ld的另一端、储能电池组的正极端分别连接储能电池组接入端口Vbat+，所述充电续流二极管D1的阳极、储能电池组的负极端、放电控制IGBT T-d的发射极分别连接共用负极端口V-。
在一些实施例中，还包括反向充电控制IGBT T-co、第一反向充电隔离二极管D和第二反向充电隔离二极管D3，所述第二反向充电隔离二极管D3串接在正向充电控制IGBTT-ci与充电续流二极管D1的连接线路上，且第二反向充电隔离二极管D3的阴极与充电蓄能电感Lc的一端相连接，所述反向充电控制IGBT T-co的集电极连接直流调整电源输出端口Vout+，所述反向充电控制IGBT T-co的发射极连接第一反向充电隔离二极管D的阳极，所述第一反向充电隔离二极管D的阴极与充电蓄能电感Lc的一端相连接，所述反向充电控制IGBT T-co、第一反向充电隔离二极管D共同构成反向独立充电回路。
在一些实施例中，所述正向充电控制IGBT T-ci、充电蓄能电感Lc与充电续流二极管D1共同构成Buck降压充电电路，所述放电控制IGBT T-d、放电蓄能电感Ld与放电续流二极管D2共同构成Boost升压放电电路，所述Buck降压充电电路、储能电池组与Boost升压放电电路共同构成“H”型DC-B-DC电路架构。
在一些实施例中，还包括高频滤波电容和低频滤波电解电容，还包括高频滤波电容和低频滤波电解电容，所述低频滤波电解电容的正极端连接储能电池组接入端口Vbat+，所述低频滤波电解电容的负极端连接共用负极端口V-，所述高频滤波电容的两端并接在低频滤波电解电容的两端上。
在一些实施例中，所述储能电池组内设置有电池管理系统，储能电池组可以为镍氢电池组、锂离子电池组、铅酸电池组等。所有IGBT(包括正向充电控制IGBT T-ci、放电控制IGBT T-d和反向充电控制IGBT T-co)的栅极分别连接对应的IGBT驱动装置IGBTDriver，正向充电控制IGBT T-ci、放电控制IGBT T-d、反向充电控制IGBT T-co由各自对应的IGBT驱动装置IGBT Driver控制。
在一些实施例中，若干个直流电源变换装置的直流发电电源输入端口Vin+、直流调整电源输出端口Vout+、储能电池组接入端口Vbat+、共用负极端口V-一一对应并接以实现单一路功率扩展功能，此时所述储能电池组接入端口Vbat+连接的储能电池组的类型相同，例如储能电池组均为镍氢电池组、锂离子电池组等；若干个直流电源变换装置的直流发电电源输入端口Vin+、直流调整电源输出端口Vout+、共用负极端口V-一一对应并接且各储能电池组接入端口Vbat+各自独立以实现容量扩展功能或混合储能组合功能，各储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组的类型全部相同或一部分相同、一部分不同或完全不同，例如直流电源变换装置为三个时，三个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组均为镍氢电池组；或者其中两个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为镍氢电池组，另一个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为锂离子电池组；或者一个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为镍氢电池组，一个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为锂离子电池组，一个直流电源变换装置的储能电池组接入端口Vbat+对应连接的储能电池组为铅酸电池组。
本发明提供了一种基于电阻反馈网络的直流电源转换装置，所能实现的有益技术效果如下：
本发明结构简单，易于模块化，形成的“H”型结构，充、放电电路既可分时独立工作，也可基于电池组的电容器效应同时工作。充-放电电路的单向特性其放电侧始终在线，无需双向切换，提升了储能系统的响应速度和安全可靠性。本发明可将多类型的电池组分组并联，应用时由控制系统根据负荷需求协调出力比例，且始终在线无需切换，同时也随时响应发电侧的能源输入，使储能电池组全时在线处于进-出电能动态调节状态，较好地起到了电能缓冲器的作用。反向充电控制IGBT(T-co)、第一反向充电隔离二极管(D)共同构成反向独立充电回路，实现了反向充电效率的大大提升。本申请的去噪电路能够降低电压纹波，通过电阻R1、电阻R2、电阻R3，电阻R4组成的反馈网络分别与瞬态响应电路、电流采样电路、PMOS功率管的输出进行综合调节，将输出的电压反馈至差分放大器，该电阻网络大大增强了输出电压的稳定性；且瞬态响应增强电路大大增强了瞬态响应能力。本申请采用PMOS管以及与电阻反馈网络结构的设置对电压噪声有大大抑制作用。
以上对进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想和方法，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置，其特征在于：包括直流发电电源输入端口(Vin+)、直流调整电源输出端口(Vout+)、储能电池组接入端口(Vbat+)、共用负极端口(V-)、正向充电控制IGBT(T-ci)、充电蓄能电感(Lc)、充电续流二极管(D1)、放电控制IGBT(T-d)、放电蓄能电感(Ld)、放电续流二极管(D2)、输入-输出直通与反向隔离二极管(D4)和储能电池组；所述直流电源输出端口(Vout+)串联去噪电路以提供稳定的直流输出，去噪电路包括差分放大器、标准电压输出模块、电流采样电路、瞬态响应增强电路、PMOS功率管、四个电阻负反馈网络；其中，差分放大器、标准电压输出模块、电流采样电路、瞬态响应增强电路、PMOS功率管、四个电阻负反馈网络形成闭合回路，标准电压输出模块连接差分放大器，输入电源连接电阻R3、标准电压输出模块以及PMOS功率管，标准电压输出模块连接差分放大器，差分放大器连接瞬态响应增强电路输入端，瞬态响应增强电路输出端连接PMOS功率管以及电流采样电路输入端，电流采样电路输出端连接电阻R1，PMOS功率输出端连接电阻R4，其中，标准电压输出模块采用带隙基准电路产生电压，电阻R2接地，差分放大器连接电阻R1。
2.如权利要求1所述的一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置，其特征在于：所述输入-输出直通与反向隔离二极管(D4)的阳极、正向充电控制IGBT(T-ci)的集电极分别连接直流发电电源输入端口(Vin+)，所述输入-输出直通与反向隔离二极管(D4)的阴极、放电续流二极管(D2)的阴极分别连接直流调整电源输出端口(Vout+)，所述正向充电控制IGBT(T-ci)的发射极连接充电续流二极管(D1)的阴极，所述放电控制IGBT(T-d)的集电极连接放电续流二极管(D2)的阳极，所述充电蓄能电感(Lc)的一端连接正向充电控制IGBT(T-ci)与充电续流二极管(D1)的相连接端，所述放电蓄能电感(Ld)的一端连接放电控制IGBT(T-d)与放电续流二极管(D2)的相连接端，所述充电蓄能电感(Lc)的另一端、放电蓄能电感(Ld)的另一端、储能电池组的正极端分别连接储能电池组接入端口(Vbat+)，所述充电续流二极管(D1)的阳极、储能电池组的负极端、放电控制IGBT(T-d)的发射极分别连接共用负极端口(V-)。
3.如权利要求1所述的一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置，其特征在于：还包括反向充电控制IGBT(T-co)、第一反向充电隔离二极管(D)和第二反向充电隔离二极管(D3)，所述第二反向充电隔离二极管(D3)串接在正向充电控制IGBT(T-ci)与充电续流二极管(D1)的连接线路上，且第二反向充电隔离二极管(D3)的阴极与充电蓄能电感(Lc)的一端相连接，所述反向充电控制IGBT(T-co)的集电极连接直流调整电源输出端口(Vout+)，所述反向充电控制IGBT(T-co)的发射极连接第一反向充电隔离二极管(D)的阳极，所述第一反向充电隔离二极管(D)的阴极与充电蓄能电感(Lc)的一端相连接，所述反向充电控制IGBT(T-co)、第一反向充电隔离二极管(D)共同构成反向独立充电回路。
4.如权利要求2所述的一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置，其特征在于：所述正向充电控制IGBT(T-ci)、充电蓄能电感(Lc)与充电续流二极管(D1)共同构成Buck降压充电电路，所述放电控制IGBT(T-d)、放电蓄能电感(Ld)与放电续流二极管(D2)共同构成Boost升压放电电路；所述Buck降压充电电路、储能电池组与Boost升压放电电路共同构成“H”型DC-B-DC电路架构。
5.如权利要求1～3任一所述的一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置，其特征在于：还包括高频滤波电容和低频滤波电解电容，所述低频滤波电解电容的正极端连接储能电池组接入端口(Vbat+)，所述低频滤波电解电容的负极端连接共用负极端口(V-)，所述高频滤波电容的两端并接在低频滤波电解电容的两端上。
6.如权利要求1～3任一所述的一种用于桥接新能源发电、储能与微电网的直流电源变换装置，其特征在于：若干个直流电源变换装置的直流发电电源输入端口(Vin+)、直流调整电源输出端口(Vout+)、储能电池组接入端口(Vbat+)、共用负极端口(V-)一一对应并接以实现单一路功率扩展功能，此时所述储能电池组接入端口(Vbat+)连接的储能电池组的类型相同；若干个直流电源变换装置的直流发电电源输入端口(Vin+)、直流调整电源输出端口(Vout+)、共用负极端口(V-)一一对应并接且各储能电池组接入端口(Vbat+)各自独立以实现容量扩展功能或混合储能组合功能，各储能电池组接入端口(Vbat+)对应连接的储能电池组的类型全部相同或一部分相同、一部分不同或完全不同。
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