[实用新型]一种智能电网用双向电能变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能电网用双向电能变换器。 

背景技术

智能电网是电网技术发展的必然趋势，也是我国电力系统新兴重点发展领域。近年来，通信、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用，并与传统电力技术有机融合，极大地提升了电网的智能化水平。智能电网中的光伏发电技术和分布式接入技术，是目前该领域的热点研究方向，也是将智能电网和光伏发电推向实用化的重要技术支撑。 

智能电网的一大特点是能够适应光伏发电、风力发电等大量分布式电源的接入。但是目前智能电网和光伏发电之间的结合仅仅是光伏发电系统单方面的给电网输送能量，如果需要从电网吸收能量用于给蓄电池充电，则需要使用额外的类似于充电器的设备。不能在一台设备中实现能量的双向流动，这样就增加了整个系统的成本，不利于智能电网技术的发展和推广。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种智能电网用双向电能变换器。 

本实用新型提出的智能电网用双向电能变换器，具体结构如下： 

1）一个隔离变压器1，用于隔离双向电能变换器和公共电网之间的电气连接；

2）一个双向AC/DC单元2，当需要向电网输送能量时，双向AC/DC单元2工作于DC-AC模式，将直流电转换为和电网电压幅值、频率以及相位都相同的交流电；当需要从电网吸收能量时，双向AC/DC单元2工作于AC-DC模式，将电网交流电，转换成直流电；

3）一个双向DC/DC单元3，当需要向电网输送能量时，双向DC/DC单元3工作于BOOST电路模式，将低压直流电，升压为700V高压直流电；当需要从电网吸收能量时，该单元工作于BUCK电路模式，将700V高压直流电转换成0-48V低压直流电，用于向蓄电池组充电；

4）一个开关4，用于控制光伏电池阵列5、蓄电池组6与双向电能变换器之间的电气连接；

5）一组光伏电池阵列5，用于进行光伏发电；

6）一组蓄电池组6，用于存储电能；

其中：隔离变压器2的输入端连接公共电网，双向AC/DC单元2的输入端连接隔离变压器2的输出端，双向AC/DC单元2的输出端连接双向DC/DC单元3的输入端，双向DC/DC单元3的输出端分别连接蓄电池组6和开关4，开关4与光伏电池阵列5相连；所述开关4用于控制光伏电池阵列、蓄电池组与双向电能变换器的之间的电气连接。

本实用新型中，所述的双向AC/DC单元2由三相全桥电路和LC高频滤波器组成。 

本实用新型中，所述的双向DC/DC单元3由单相半桥电路和LC高频滤波器组成。 

本实用新型中，所述双向DC/DC单元3输出端设置有开关4，用于控制光伏电池阵列5、蓄电池组6与双向电能变换器之间的电气连接。 

本实用新型所述的双向电能变换器能够实现能量的双向流动。既能够将光伏电池阵列发出的电能输入电网，又可以从电网吸收电能，用于蓄电池充电。同时当电网断电时，或电网需要支撑时，蓄电池又可以将其储存的电能反馈回电网，保证电网上的其它重要负载能正常工作。本实用新型将智能电网和光伏发电紧密结合，实现发电、用电一体化，降低了设备成本。 

附图说明

图1是本实用新型的电气原理图。 

图中标号：1为隔离变压器，2为双向AC/DC单元，3为双向DC/DC单元，4为开关，5为光伏电池阵列，6为蓄电池组。 

具体实施方式

以下结合附图和实例，对本实用新型作进一步的详细描述。 

实施例1：参见图1，本实用新型由隔离变压器1、双向AC/DC单元2、双向DC/DC单元3、开关4、光伏电池阵列5和蓄电池组6组成。双向AC/DC单元2实现交流电和直流电之间的转换，其输入端连接公共电网，输出端连接双向DC/DC单元3的输入端；双向DC/DC单元3实现高、低压直流电之间的转换，其输出端分别连接蓄电池组6和开关4；光伏电池阵列5通过开关K1（如图1所示）和双向DC/DC单元3连接。 

双向AC/DC单元2包括，网侧电感L1、滤波电容C1以及由六个功率器件组成的三相全桥电路。三相全控整流电路根据SVPWM控制算法，结合锁相算法，输出相应的PWM波，控制六个功率器件按照一定规律进行开通和关断。当需要从电网吸收能量时，进行单位功率因数整流，将电网交流电转换成直流电；当需要向电网反馈能量时，进行单位功率因数逆变，将直流电转换成和电网电压幅值、频率、相位都相同的交流电。功率器件采用绝缘栅双极型晶体管IGBT及其相应的驱动电路，也可以采用功率晶体管GTR或金属－氧化物－半导体型场效应晶体管MOSFET或门极关断晶闸管GTO。