[发明专利]一种基于高频磁耦合的多端口光伏储能混合发电系统

权利要求书

1.一种基于高频磁耦合的多端口光伏储能混合发电系统，其特征在于：所述系统包括光伏发电单元、蓄电池储能单元、功率变换单元和控制单元；所述光伏发电单元和蓄电池储能单元分别与功率变换单元并联，控制单元完成所述系统的能量调度管理。

2.根据权利要求1所述的基于高频磁耦合的多端口光伏储能混合发电系统，其特征在于：所述光伏发电单元与蓄电池储能单元的能量在高压直流母线上耦合后通过功率变换单元输出给直流负载和电网。

3.根据权利要求1或2所述的基于高频磁耦合的多端口光伏储能混合发电系统，其特征在于：所述光伏发电单元包括发电子模块、Boost升压电路和直流母线电容C1；多个发电子模块依次串联后，接入Boost升压电路的输入端，Boost升压电路的输出端接至直流母线电容C1。

4.根据权利要求3所述的基于高频磁耦合的多端口光伏储能混合发电系统，其特征在于：所述发电子模块包括光伏阵列PV、全控器件S_p和二极管D_p；

所述Boost升压电路包括滤波电感L1、全控器件S1和二极管D1；

所述光伏阵列PV、全控器件S_p和二极管D_p串联，形成PV-S_p-D_p支路，多个PV-S_p-D_p支路依次串联后，一端连接滤波电感L1，另一端连接全控器件S1的发射极，所述滤波电感L1的另一端连接全控器件S1的集电极，并同时连接二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极连接直流母线电容C1的正极，全控器件S1的发射极和连接直流母线电容C1的负极。

5.根据权利要求1或2所述的基于高频磁耦合的多端口光伏储能混合发电系统，其特征在于：所述蓄电池储能单元包括蓄电池组和双向DC/DC变换器；能量从蓄电池组输出时，双向DC/DC变换器工作在Boost状态；能量向蓄电池输入时，双向DC/DC变换器工作在Buck状态。

6.根据权利要求5所述的基于高频磁耦合的多端口光伏储能混合发电系统，其特征在于：所述蓄电池组包括多个蓄电池，所述双向DC/DC变换器包括滤波电感L2、全控器件S2和全控器件S3；

多个蓄电池串联后，一端连接滤波电感L2，另一端连接全控器件S3的发射极，所述接滤波电感L2的另一端连接全控器件S2的发射极，并同时连接全控器件S3的集电极，所述全控器件S2的集电极连接直流母线电容C1的正极，所述全控器件S3的发射极连接直流母线电容C1的负极。

7.根据权利要求6所述的基于高频磁耦合的多端口光伏储能混合发电系统，其特征在于：所述蓄电池为铅酸电池或锂离子电池。

8.根据权利要求1所述的基于高频磁耦合的多端口光伏储能混合发电系统，其特征在于：所述功率变换单元包括第一全桥变换器、三绕组变压器、第二全桥变换器、直流滤波电容C2、第三全桥变换器、直流滤波电容C3和三相全桥变换器；所述三绕组变压器包括一个原边绕组和两个副边绕组；所述第一全桥变换器、第二全桥变换器和第三全桥变换器均为H桥变换器。

9.根据权利要求8所述的基于高频磁耦合的多端口光伏储能混合发电系统，其特征在于：直流母线电容C1经第一全桥变换器与三绕组变压器的原边绕组相连，三绕组变压器的一个副边绕组连接第二全桥变换器，第二全桥变换器经直流滤波电容C2连接至三相全桥变换器，所述三相全桥变换器输出三相工频交流电，通过LC滤波器与电网相连；三绕组变压器的另一个副边绕组连接第三全桥变换器，所述第三全桥变换器经直流滤波电容C3输出高压直流电，供给直流负载。

10.根据权利要求1所述的基于高频磁耦合的多端口光伏储能混合发电系统，其特征在于：所述控制单元包括信号采集单元、数字信号微处理器和控制信号驱动单元；

所述信号采集单元用于采集模拟信息，并将采集的模拟信息转化为数字信息发送给数字信号微处理器；所述模拟信息包括各个电容两端电压、光伏阵列总的输出电压和电流、蓄电池组充放电电流、电网电压以及第三全桥变换器输出电流；

所述数字信号微处理器接收信号采集单元发送的数字信息，输出各全控器件的脉宽调制信号和辅助控制信号给所述控制信号驱动单元；

所述控制信号驱动单元接收数字信号微处理器输出的脉宽调制信号和辅助控制信号，输出相应脉冲电压，以驱动各个全控器件导通或者关断，维持各个直流滤波电容电压平衡，并维持电网侧输入功率因数为1。