功率变换电路及其控制方法和储能设备技术

本申请属于电源技术领域，提供了一种功率变换电路及其控制方法和储能设备，功率变换电路通过设置可操作通断的连接线路，可以将第一端输入的电能耦接到第二端，或将第二端输入的电能耦接到第一端，在离网给储能单元充电时，除了第一电压变换模块可以基于第一端输入的电能进行功率变换结合第二电压变换模块给储能单元提供充电的电能之外，第三电压变换模块也可以通过连接线路对第一端输入的电能进行功率转换，结合第二电压变换模块进而为储能单元提供充电的电能，从而提升充电功率，从而满足大功率需求。足大功率需求。足大功率需求。

【技术实现步骤摘要】
功率变换电路及其控制方法和储能设备


[0001]本申请属于电源
，尤其涉及一种功率变换电路及其控制方法和储能设备。

技术介绍

[0002]目前可并网的储能设备通常包括光伏接口、交流接口和负载接口，光伏接口接入用于接入光伏(Photovoltaic，PV)板，交流接口用于连接交流电，例如电网，负载接口则用于连接负载为负载供电。
[0003]储能设备的供电电路通常包括MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)电路、逆变电路和直流变换电路，且具有离网并网功能。在光伏接口有输入时，光伏输入经MPPT电路、直流变换电路后为储能设备充电，也可以经过MPPT电路、逆变电路为负载供电。在交流接口接入电网时，交流电可以直接为负载供电，或经过逆变电路、直流变换电路后为储能设备充电。在并网发电时，则是光伏输入经MPPT电路、逆变电路后馈电至电网，也可以同时为负载供电。
[0004]然后，在实际应用中，在一些紧急情况下可能需要快速充电，或者带较大功率负载，但上述拓扑并不能满足这些快速充放电和大功率需求。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种功率变换电路及其控制方法和储能设备，旨在解决传统的储能设备的供电电路不能满足快速充放电和大功率需求问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种功率变换电路，具有第一端、第二端和第三端，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接负载和/或电网，第三端用于连接储能单元，所述功率变换电路包括第一电压变换模块、第二电压变换模块、第三电压变换模块和可操作通断的连接线路，所述第一电压变换模块通过直流母线与所述第二电压变换模块、所述第三电压变换模块连接，所述连接线路用于将所述第一端输入的电能耦接到所述第二端或将所述第二端输入的电能耦接到所述第一端，其中：
[0007]所述第一电压变换模块用于基于所述第一端输入的电能进行功率变换并输出到所述直流母线，或用于基于所述直流母线的电能进行功率变换并通过所述连接线路提供给所述第二端连接的所述负载和/或电网；
[0008]所述第二电压变换模块用于基于所述直流母线的电能进行功率变换并对所述储能单元进行充电，或基于所述储能单元的电能进行功率变换并输出到所述直流母线；
[0009]所述第三电压变换模块用于基于所述直流母线的电能进行功率变换并提供给所述第二端连接的所述负载和/或电网，或用于基于所述第二端输入的电能进行功率变换并输出到所述直流母线。
[0010]在一些实施例中，所述连接线路包括第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关；
[0011]所述第一可控开关连接在所述第一端的正极和所述第二端的火线端之间；所述第二可控开关连接在所述第一端的正极和所述第二端的零线端之间，所述第三可控开关的第一端与所述直流母线耦接，所述第三可控开关的第二端连接所述第二端的零线端。
[0012]在一些实施例中，所述第一电压变换模块包括第一电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；
[0013]所述第一电感的一端连接到所述第一端的正极，所述第一电感的另一端连接到所述第一开关管的第一导通端和所述第二开关管的第一导通端，所述第一开关管的第二导通端连接到所述第一端的负极以及所述直流母线的负极，所述第二开关管的第二导通端连接到所述直流母线的正极，所述第三开关管的第一导通端连接所述第三可控开关的第一端，所述第三开关管的第二端连接所述直流母线的正极，所述第四开关管的第一导通端连接所述第三可控开关的第一端，所述第四开关管的第二导通连接所述直流母线的负极。
[0014]在一些实施例中，所述第三开关管为第一单向导通器件，所述第四开关管为第二单向导通器件，所述第一单向导通器件的输入端连接所述第三可控开关的第一端，所述第一单向导通器件的输出端连接所述直流母线的正极，所述第二单向导通器件的输出端连接所述第三可控开关的第一端，所述第二单向导通器件的输入端连接所述直流母线的负极。
[0015]在一些实施例中，在所述第二端的电能为通过所述连接线路从所述第一端耦接至第二端时，所述第三电压变换模块用于形成至少两路MPPT电路对所述第二端输入的电能进行功率变换并输出至所述直流母线。
[0016]在一些实施例中，所述第三电压变换模块包括双电感桥式逆变电路。
[0017]在一些实施例中，所述双电感桥式逆变电路包括第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第二电感以及第三电感；
[0018]所述第七开关管的第一导通端、所述第八开关管的第一导通端连接到所述直流母线的正极，所述第七开关管的第二导通端连接所述第五开关管的第一导通端和所述第三电感的一端，所述第八开关管的第二导通端连接所述第六开关管的第一导通端和所述第二电感的一端，所述第五开关管的第二导通端、所述第六开关管的第二导通端连接到所述直流母线的负极，所述第二电感的另一端连接到所述第二端的火线端，所述第三电感的另一端连接到所述第二端的零线端。
[0019]在一些实施例中，在所述连接线路将所述第一端输入的电能耦接到所述第二端时，所述第二端的火线端连接至所述第一端的正极，所述第二端的零线端连接至所述第一端的负极；
[0020]所述两路MPPT电路中的一路MPPT电路包括所述第五开关管、所述第七开关管以及所述第三电感；
[0021]另一路MPPT电路包括所述第八开关管、所述第六开关管以及所述第二电感。
[0022]第二方面，本申请实施例还提供了一种储能设备，包括储能单元和如上所述的功率变换电路。
[0023]第三方面，本申请实施例还提供了一种功率变换电路的控制方法，所述功率变换电路具有第一端、第二端和第三端，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接负载和/或电网，第三端用于连接储能单元，所述功率变换电路包括第一电压变换模块、第二电压变换模块、第三电压变换模块和可操作通断的连接线路，所述第一电压变换模块通过
直流母线与所述第二电压变换模块、所述第三电压变换模块连接，所述连接线路用于将所述第一端输入的电能耦接到所述第二端或将所述第二端输入的电能耦接到所述第一端，所述功率变换电路的控制方法包括：
[0024]在所述电网离网且连接所述发电设备给所述第三端连接的所述储能单元充电时：
[0025]控制所述第一电压变换模块基于所述第一端输入的电能进行功率变换并输出到所述直流母线；和/或
[0026]控制所述连接线路将所述第一端输入的电能耦接到所述第二端，并控制所述第三电压变换模块基于所述第二端输入的电能进行功率变换并输出到所述直流母线；
[0027]控制所述第二电压变换模块基于所述直流母线的电能进行功率变化并对所述储能单元进行充电。
[0028]第四方面，本申请实施例还提供了所述功率变换电路具有第一端、第二端和第三端，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接负载和/或电网，第三端用于连接储能单元，所述功率变换电路包括第一电压变换模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率变换电路，具有第一端、第二端和第三端，所述第一端用于连接发电设备，所述第二端用于连接负载和/或电网，第三端用于连接储能单元，其特征在于，所述功率变换电路包括第一电压变换模块、第二电压变换模块、第三电压变换模块和可操作通断的连接线路，所述第一电压变换模块通过直流母线与所述第二电压变换模块、所述第三电压变换模块连接，所述连接线路用于将所述第一端输入的电能耦接到所述第二端或将所述第二端输入的电能耦接到所述第一端，其中：所述第一电压变换模块用于基于所述第一端输入的电能进行功率变换并输出到所述直流母线，或用于基于所述直流母线的电能进行功率变换并通过所述连接线路提供给所述第二端连接的所述负载和/或电网；所述第二电压变换模块用于基于所述直流母线的电能进行功率变换并对所述储能单元进行充电，或基于所述储能单元的电能进行功率变换并输出到所述直流母线；所述第三电压变换模块用于基于所述直流母线的电能进行功率变换并提供给所述第二端连接的所述负载和/或电网，或用于基于所述第二端输入的电能进行功率变换并输出到所述直流母线。2.如权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，所述连接线路包括第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关；所述第一可控开关连接在所述第一端的正极和所述第二端的火线端之间；所述第二可控开关连接在所述第一端的正极和所述第二端的零线端之间，所述第三可控开关的第一端与所述直流母线耦接，所述第三可控开关的第二端连接所述第二端的零线端。3.如权利要求2所述的功率变换电路，其特征在于，所述第一电压变换模块包括第一电感、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；所述第一电感的一端连接到所述第一端的正极，所述第一电感的另一端连接到所述第一开关管的第一导通端和所述第二开关管的第一导通端，所述第一开关管的第二导通端连接到所述第一端的负极以及所述直流母线的负极，所述第二开关管的第二导通端连接到所述直流母线的正极，所述第三开关管的第一导通端连接所述第三可控开关的第一端，所述第三开关管的第二端连接所述直流母线的正极，所述第四开关管的第一导通端连接所述第三可控开关的第一端，所述第四开关管的第二导通连接所述直流母线的负极。4.如权利要求3所述的功率变换电路，其特征在于，所述第三开关管为第一单向导通器件，所述第四开关管为第二单向导通器件，所述第一单向导通器件的输入端连接所述第三可控开关的第一端，所述第一单向导通器件的输出端连接所述直流母线的正极，所述第二单向导通器件的输出端连接所述第三可控开关的第一端，所述第二单向导通器件的输入端连接所述直流母线的负极。5.如权利要求1至4...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雄，赵密，陈熙，王雷，
申请(专利权)人：深圳市正浩创新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：