【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电能转换，具体涉及一种直流电能路由器及光伏接入直流负荷供电系统。
技术介绍
1、电解铝等直流负荷耗能大，现有技术中为电解铝生产线提供电能的供电侧大多利用光伏发电供能，而在负载侧，较大功率的电解铝生产线的工作电压一般为1100-1600v，其中，光伏发电的供能方式具体分为以下两种方式：
2、①dc/ac、ac/dc交直流转换方式：光伏发电产生的高电压（如1500v）通过逆变装置变成800v交流电，经过升压变压器接入交流电网，交流电网再通过降压整流装置向直流负荷供电，此种方式的电流转换环节多，效率低，经济性差。
3、②高电压直流变换方式：一般大规模光伏系统采用1500v电压等级进行能量汇集后，通过普通两电平拓扑结构的直流变换装置进行直流变换，接入负载系统，由于光伏电压较高，需要使用3300v等级的电力电子开关作为变换装置的开关器件，而这类电力电子开关速度低，开关损耗大，价格昂贵。
4、另外，由于负载侧同样存在负载电压高的问题，因此负载侧的传统拓扑结构的变换装置开关损耗大，且价格昂贵，也即现有的电解铝生产线的光伏供电侧由于电能量转换操作多，存在能量消耗大的问题，而负载侧的负载电压高，同样存在损耗大的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供直流电能路由器及光伏接入直流负荷供电系统，以解决现有技术中，由于电能量转换操作多、负载侧的负载电压高而导致的能量消耗大的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术
3、一种直流电能路由器，包括，
4、并联连接在电能输入侧与变压输出侧之间的至少一组功率单元，每组所述功率单元均包括至少两个功率变换模组；
5、其中，每个所述功率变换模组均包括高频振荡隔离模块和电压调节变换模块；
6、所述高频振荡隔离模块与所述电能输入侧连接，用于接收所述电能输入侧产生的高压直流电；
7、所述电压调节变换模块的输出端交错并联后，分别与所述变压输出侧的正负极连接，用于输出额定高压直流电；
8、每组所述功率单元的所有功率变换模组的所述高频振荡隔离模块相互串联，且每组所述功率单元的所有功率变换模组的电压调节变换模块相互并联。
9、作为本专利技术的一种优选方案，所述高频振荡隔离模块包括与所述电能输入侧连接的两电平h桥单元，以及与所述两电平h桥单元连接的隔离变压器，每个所述两电平h桥单元形成正极输入端口和负极输入端口，所述两电平h桥单元用于接受所述电能输入侧产生的高压直流电；
10、所述电压调节变换模块包括与所述变压输出侧连接的堆叠型三电平结构，每个所述堆叠型三电平结构形成正极输出端口和负极输出端口；
11、其中，所述两电平h桥单元通过隔离变压器与所述堆叠型三电平结构连接，所述堆叠型三电平结构能够输出额定高压直流电。
12、作为本专利技术的一种优选方案，同一组所述功率单元的所有两电平h桥单元通过正极输入端口和负极输入端口依次串联连接，且所有两电平h桥单元串联连接后形成的所述正极输入端口和负极输入端口分别与所述电能输入侧的正负极连接，以实现对所述电能输入侧的自然均压。
13、作为本专利技术的一种优选方案，所述隔离变压器与所述两电平h桥单元的连接线路上安装有谐振电容组。
14、作为本专利技术的一种优选方案，所述功率单元的使用数量超过一个时，相邻两组所述功率单元的输入端并联连接，且每组所述功率单元的正极输入端口和负极输入端口与所述电能输入侧的正负极匹配连接。
15、作为本专利技术的一种优选方案，所有功率单元的所述堆叠型三电平结构的正极输出端口之间并联连接，且所有功率单元的所述堆叠型三电平结构的负极输出端口之间并联连接，且并联连接形成的最终的正极输出端口和负极输出端口分别与所述变压输出侧的正负极连接。
16、作为本专利技术的一种优选方案，所有功率变换模组的所述堆叠型三电平结构的所述正极输出端口均连接有斩波电抗，且连接有所述斩波电抗的所述正极输出端口并联连接后与所述变压输出侧的正级连接；
17、其中，所述斩波电抗并联后的载波相位互相交错，以使得整个直流电能路由器的输出电流的开关频率谐波互相抵消，总输出电流的谐波含量降低。
18、为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种直流电能路由器的光伏接入直流负荷供电系统，包括：
19、用于将多个光伏发电组串的输出端并联连接的光伏汇流组件；
20、用于将多个所述光伏汇流组件的输出端并联连接的二次汇流装置；
21、与所述二次汇流装置的输出端连接的直流电能路由器；
22、与所述直流电能路由器的输出端连接的变压输出侧保护装置；
23、所述变压输出侧保护装置的输出端与直流负荷连接。
24、作为本专利技术的一种优选方案，所述光述直流电能路由器伏汇流组件包括由多个所述光伏发电组串并联组成的光伏汇流箱，且多个所述光伏汇流箱经过二次汇流并联形成二次汇流装置，所述二次汇流装置的输出端形成光伏正极线路和光伏负极线路；
25、所述光伏正极线路和光伏负极线路分别与所述直流电能路由器形成的正极输入端口和负极输出端口匹配连接。
26、作为本专利技术的一种优选方案，所述变压输出侧保护装置包括串联连接的输出滤波器、输出熔断保护器、输出逆止保护器以及输出隔离开关。
27、本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：
28、本专利技术的直流电能路由器采用多组功率单元并联的方式，实现大功率直流变换，直流电能路由器的变压输出侧采用交错并联的方式，使得整机开关频率进一步提高，谐波含量进一步降低。
29、光伏接入直流负荷供电系统能够实现1500v光伏输入、电能输入侧单元均压、输入-输出高效软开关隔离、变压输出侧电压全程调节、变压输出侧0-2000v电压输出，由于直流电能路由器的开关频率较高，变压输出侧电压电流谐波含量较低，因此本专利技术的直流电能路由器中可以使用经济、高速的额定电压1700v 的绝缘栅双极晶体管igbt。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种直流电能路由器，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的一种直流电能路由器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种直流电能路由器，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的一种直流电能路由器，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的一种直流电能路由器，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的一种直流电能路由器，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的一种直流电能路由器，其特征在于，
8.一种应用权利要求1-7任一项所述的直流电能路由器的光伏接入直流负荷供电系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的光伏接入直流负荷供电系统，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的光伏接入直流负荷供电系统，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种直流电能路由器，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的一种直流电能路由器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种直流电能路由器，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的一种直流电能路由器，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的一种直流电能路由器，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：马永健，王金东，陈长江，
申请(专利权)人：中科智寰北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。