一种基于储能单元的功率放大电源制造技术

本实用新型专利技术提出了一种基于储能单元的功率放大电源，包含充电单元、储能单元及功率放大单元；其中整流单元的输入端接配电网交流电源，输出端接储能单元的输入端，储能单元的输出端接功率放大单元的输入端，功率放大单元的输出端接负荷。与现有的大功率负荷电源解决方案相比，本实用新型专利技术不改变原配电网线路，无需施工改造，具有成本低、环境影响小及安装使用方便等特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种功率放大电源，具体说是一种基于储能单元的功率放大电源。
技术介绍
现有技术中，当某些负荷，如高校科研机构中所涉及的大功率设备需要较大功率，超过了传统配电网线路容量时，一般只能通过申请当地电力公司建设新的专线予以解决。一方面这些负荷多属于短时不常用的负荷，专线建设造成了极大的浪费；另一方面线路建设也会对当地居民生活产生影响，同时还存在成本高、短时大功率负荷会对当地电力系统产生冲击等问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术在现有储能技术与电力电子变流技术的基础之上，提出了一种基于储能单元的功率放大电源。本技术采用如下技术方案:—种基于储能单元的功率放大电源，包含充电单元、储能单元、功率放大单元，充电单元的输入端接配电网交流电源，充电单元输出端接储能单元的输入端，储能单元的输出端接功率放大单元的输入端，功率放大单元的输出端接负荷。充电单元根据储能单元的需求提供合适的电能，对储能单元进行充电；充电单元输入端口是根据具体应用场合，采用单相交流电、或者是三相交流电。功率放大单元用于将储能单元的能量转换成负荷所需合适的电能形式，电能形式为单相交流电、或者为三相交流电。相比现有技术，本技术一种基于储能单元的功率放大电源，具有如下有益效果:1)、本技术利用充电单元和储能单元，可以采用当地配电网可接受的小功率对储能单元进行充电，储存能量，再借助于功率放大单元将储能单元中的能量转换成负荷所需的能量形式和功率等级，为大功率负荷提供其所需的大功率电源。2)、通过所提基于储能单元的功率放大电源，无须改变现有配电网的任何线路结构，具有成本低、环境影响小等特点。3)、与现有的配电网线路改建方案进行比较，所提方案下，用户的短时大功率负荷不会对当地配电网产生负荷冲击，有利于电力系统的安全稳定运行。4)、储能单元可以根据用户需求对储能容量及最大输出功率进行合理设计。【附图说明】图1是本技术一种基于储能单元的功率放大电源的基本原理图。图2是本技术一种基于储能单元的功率放大电源在单相交流输入及单相交流输出时的一具体实现的电路原理图。图3是本技术一种基于储能单元的功率放大电源在三相交流输入及三相交流输出时的的一具体实现的电路原理图。【具体实施方式】下面结合附图2和其【具体实施方式】对本技术作进一步详细说明。如图2所示，一种基于储能单元的功率放大电源，由充电单元1、储能单元2及功率放大单元3组成。充电单元I的输入端接配电网交流电源5，充电单元I输出端接储能单元2的输入端，储能单元2的输出端接功率放大单元3的输入端，功率放大单元3的输出端接负荷4。所述充电单元I需要实现三相交流电或单相交流电向电池充电所需直流电的转变，可由多个整流电路与DC/DC变流器组合而成，此处仅以单相PFC(功率因数校正)电路为例说明，具体构成包含一个电感L1，一个功率开关S1,4个整流二极管D1、D2、D3、D4，l个输出二极管DjP I个电容C i。所述储能单元2可由多组电池、电容或超级电容等组合构成，此处仅以端电压不低于400V的电池组为例说明。所述功率放大单元3需要实现电池组直流电向三相交流电或单相交流电的转变，可由多个DC/DC变流器与逆变电路组合而成，此处仅以单相全桥逆变电路为例说明，具体构成包含4个功率开关S2、S3、S4、S5。充电单元I中二极管D1的阳极、二极管D2的阴极与输入交流电源的上端相连，二极管D3的阳极、二极管D 4的阴极与输入交流电源的下端相连，二极管D i和二极管D 3的阴极与第一电感L1的左端相连，二极管D 2和二极管D 4的阳极、第一功率开关S ^勺源极与电容C I的下端相连并作为充电单元I输出端的负极与储能单元2的下输入端相连，第一电感1^的右端、第一功率开关漏极与二极管D 5的阳极相连，二极管D 5的阴极与电容C ^勺上端相连并作为充电单元I输出端的正极与储能单元2的上输入端相连；储能单元2的上输出端(正极)与功率放大单元3中第二功率开关S2、第四功率开关S4的漏极相连，储能单元2的下输出端(负极)与功率放大单元3中第三功率开关S 3、第五功率开关S5的源极相连；功率放大单元3中第二功率开关&的源极与第三功率开关S 3的漏极相连并作为功率放大单元3的一个输出端与负荷的上输入端相连，功率放大单元3中第四功率开关S4的源极与第五功率开关S5的漏极相连并作为功率放大单元3的另一个输出端与负荷4的下输入端相连；所述基于储能单元2的功率放大电源相比于传统的配电网专线，一方面无需线路建设成本，另一方面用户的短时大功率负荷不会对当地配电网产生负荷冲击，有利于电力系统的安全稳定运行。该功率放大电源输入端连接传统配电网络，通过配电网可提供的中小功率进行充电储能，在短时向大功率负荷供电。根据所提电源工作模式的不同，可以分为2种工作状态:(I)充电模式:控制器控制充电单元工作，如图2所示，此时PFC电路一方面将输入的交流电转换成电池所需的直流电，对电池进行充电，另一方面让第一电感L1的电流波形跟随输入交流电压的波形，保证系统功率因数较高、谐波较小。(2)放电模式:控制器控制功率放大单元工作，如图2所示，此时功率放大单元3将电池中储存的直流电能逆变成负荷所需的大功率交流电。本技术使用的功率开关为开关器件，功率开关的开启与关闭受到控制器的控制。图2中，开关管漏源极之间的二极管为开关管自带的体二极管，再此仅只是一个MOS管的例子而已，也可以采用其它类型的开关器件，如IGBT等。实施范例仅仅是为了工作原理阐述简单而采用的一种简单的方案，在实际的应用中，能够根据实际应用情况合理选择充电单元拓扑结构、储能单元实现形式以及功率放大单元的拓扑组成。本技术的上述实施范例仅仅是为说明本技术所作的举例，而并非是对本技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本技术的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围之列。【主权项】1.一种基于储能单元的功率放大电源，包含充电单元(I)、储能单元(2)、功率放大单元(3);其特征在于，充电单元(I)的输入端接配电网交流电源(5)，充电单元(I)输出端接储能单元(2)的输入端，储能单元(2)的输出端接功率放大单元(3)的输入端，功率放大单元(3)的输出端接负荷(4)。2.根据权利要求1所述一种基于储能单元的功率放大电源，其特征在于，充电单元(I)根据储能单元(2)的需求提供合适的电能，对储能单元(2)进行充电；充电单元(I)输入端口是单相交流电、或者是三相交流电。3.根据权利要求1所述一种基于储能单元的功率放大电源，其特征在于，功率放大单元(3)用于将储能单元(2)的能量转换成负荷(4)所需合适的电能形式，电能形式为单相交流电、或者为三相交流电。【专利摘要】本技术提出了一种基于储能单元的功率放大电源，包含充电单元、储能单元及功率放大单元；其中整流单元的输入端接配电网交流电源，输出端接储能单元的输入端，储能单元的输出端接功率放大单元的输入端，功率放大单元的输出端接负荷。与现有的大功率负荷电源解决方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于储能单元的功率放大电源，包含充电单元（1）、储能单元（2）、功率放大单元（3）；其特征在于，充电单元（1）的输入端接配电网交流电源（5），充电单元（1）输出端接储能单元（2）的输入端，储能单元（2）的输出端接功率放大单元（3）的输入端，功率放大单元（3）的输出端接负荷（4）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邾玢鑫，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42