[实用新型]一种基于多级能量存储单元串联的电源升压装置

说明书

本实用新型涉及光伏发电领域，提供一种基于多级能量存储单元串联的电源升压装置。包括电源U_p、主电感L₀、主开关S₀、能量存储单元和负载；能量存储单元由第一能量存储单元、第二能量存储单元和能量存储单元4n个组成，所述电源U_p的正极与主电感L₀的一端相连，电源U_p的负极与主开关S₀的另一端和第一能量存储单元的输入端IN‑相连；最后一个能量存储单元4n的输出端OUT₊与负载的正极输入端相连、输出端OUT‑与负载的负极输入端相连接；由于能量存储单元是以串联结构级联的，因此每一个能量存储单元中的升压电容被叠加起来，达到升压；该装置具有拓扑结构简洁、升压稳定、储能高效的特点，适用于分布式能源系统。

技术领域

本实用新型涉及光伏电池组件电压调节装置，主要应用于光伏发电领域，尤其涉及一种基于多级能量存储单元串联的电源升压装置。

背景技术

随着我国对绿色能源的重视，分布式能源系统得到越来越多的关注。太阳能光伏能源、风机能源产业作为未来能源的供应产业，在国家大力促进下，其发展具有重要的现实意义和战略意义。实际使用中，太阳能光伏电站或者风机电站发出的电需要通过并网技术并入国家电网中，电力电子逆变器是必不可少的并网设备。然而，在分布式能源系统中，光伏电池组件或风机电站的输出电压随着光照、风速条件的变化而有很大的变化，输出电压波动频繁且幅值大大低于并网逆变器的要求。为了更好的进行并网，为了更好地实现并网发电，在太阳能光伏电站或者风机电站与并网逆变器之间需要增加一级高效、高增益、性能稳定的升压变换器，利用电力电子技术将低电压转变为适合并网逆变器的稳定、幅值高的直流电。

电力电子变换器中，传统Boost变换器最适合作为升压变换器使用。但传统Boost变换器的升压范围不大，不适合需要高增益升压变换器才能运行的分布式能源系统使用。专利CN201720617267.4提出了一种基于倍压单元的高升压比变换器，利用一个二极管与一个电容构成升压单元构成倍压单元，通过串联倍压单元将电压成倍提高，实现高增益升压变换器。由于升压单元只采用了电容作为储能元件，储能能力差，不适合需要传输大功率的分布式能源系统。专利CN201320575088.0提出了一种非串联级联的N次型变换器，利用2个二极管、 1个电感和一个电容组成升压单元，通过将n个升压单元串联，构成一个变阻抗Boost变换器。该方法能够在大功率情况下工作，但是该方法的调节策略是在变换器侧实现的，因此该方法只适合特定应用中特定设计的分布式能源系统中。

在实际分布式能源系统设计中，通常并网逆变器都是选用商品化的电力电子逆变器，也就是说，不可能在逆变器端实施升压变换策略，因此有必要寻找一种在电源端进行升压变换控制的高增益升压变换器拓扑，以满足分布式能源系统实际应用的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有高增益的直流变换器，该变换器采用多个能量存储单元串联而成的电源升压装置。