[发明专利]一种基于新能源互连的功率融通型平衡供电系统及方法

权利要求书

1.一种基于新能源互连的功率融通型平衡供电系统，其特征在于，包括功率调节器、AC/DC双向隔离变换器和新能源供电系统，所述功率调节器包括两个电压源变流器和一个直流电容，所述直流电容与两个电压源变流器并联，两个电压源变流器与外电网相连，所述直流电容的两端通过AC/DC双向隔离变换器与所述新能源供电系统相连，所述AC/DC双向隔离变换器用于实现直流电容与新能源供电系统之间的能量流动；所述AC/DC双向隔离变换器包括依次相连的全桥电路H1、全桥电路H2和全桥电路H3，所述全桥电路H1用于实现整流或逆变功能，所述全桥电路H2和全桥电路H3组合用于实现DC/DC变换功能。

2.根据权利要求1所述的基于新能源互连的功率融通型平衡供电系统，其特征在于，所述全桥电路H1、全桥电路H2和全桥电路H3均为由四个IGBT模块构成的H桥电路。

3.根据权利要求2所述的基于新能源互连的功率融通型平衡供电系统，其特征在于，所述全桥电路H2与全桥电路H3之间通过隔离变压器连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于新能源互连的功率融通型平衡供电系统，其特征在于，两个电压源变流器均通过输出电抗器和单相多绕组变压器连接外电网。

5.根据权利要求1或2或3所述的基于新能源互连的功率融通型平衡供电系统，其特征在于，所述外电网与新电源供电系统之间的能量流动包括三种工作模式：充电工作模式，所述新能源供电系统向所述直流电容充电，此时所述AC/DC双向隔离变换器处于AC/DC/DC工作状态且全桥电路H1处于整流状态；供电工作模式，所述直流电容向新能源供电系统的负载供电，此时所述AC/DC双向隔离变换器处于DC/DC/AC工作状态且全桥电路H1处于无源逆变状态；馈电工作模式，所述直流电容向新能源供电系统的电网馈电，此时所述AC/DC双向隔离变换器处于DC/DC/AC工作状态且全桥电路H1处于有源逆变状态。

6.根据权利要求1或2或3所述的基于新能源互连的功率融通型平衡供电系统，其特征在于，所述新能源供电系统包括风能供电系统或太阳能供电系统。

7.一种基于如权利要求1至6中任意一项所述的基于新能源互连的功率融通型平衡供电系统的供电方法，其特征在于，包括三种工作模式：

充电工作模式：当新能源供电系统的电网功率大于新能源供电系统的负载时，所述新能源供电系统交流电经AC/DC双向隔离变换器AC/DC转换变成高压直流电，再经正向DC/DC转换将低压直流电给直流电容充电；

供电工作模式：当新能源供电系统异常时，所述直流电容的低压直流电经DC/DC双向隔离变换器DC/DC转换成高压直流电，再经反向DC/AC转换成高压交流电，直接供给新能源供电系统的负载；

馈电工作模式：当新能源供电系统的电网功率不足时，所述直流电容的低压直流经AC/DC双向隔离变换器的DC/DC转换成高压直流电，再经反向DC/AC转换成与新能源供电系统的电网电压等幅、同频同相的交流电，回馈至新能源供电系统的电网。

8.根据权利要求7所述的基于新能源互连的功率融通型平衡供电方法，其特征在于，处于充电工作模式时，当所述直流电容的电压高于预设电压时，所述直流电容向外电网释放电能；处于供电工作模式或馈电工作模式时，当所述直流电容的电压低于预设电压时，所述外电网向直流电容充电。

9.根据权利要求7或8所述的基于新能源互连的功率融通型平衡供电方法，其特征在于，当处于充电工作模式时，所述AC/DC双向隔离变换器中的全桥电路H1处于整流状态，用于将高压交流电整流成高压直流电，所述全桥电路H2和全桥电路H3处于正向DC/DC转换状态，用于将高压直流电转换成低压直流电。

10.根据权利要求9所述的基于新能源互连的功率融通型平衡供电方法，其特征在于，当处于供电工作模式时，所述AC/DC双向隔离变换器中的全桥电路H2和全桥电路H3处于反向DC/DC转换状态，用于将低压直流电转换成高压直流电，所述全桥电路H1处于无源逆变状态，用于将高压直流电转换成高压交流电。

11.根据权利要求10所述的基于新能源互连的功率融通型平衡供电方法，其特征在于，当处于馈电工作模式时，所述AC/DC双向隔离变换器中的全桥电路H2和全桥电路H3处于反向DC/DC转换状态，用于将低压直流电转换成高压直流电，所述全桥电路H1处于有源逆变状态，用于将高压直流电转换成与新能源供电系统的电网电压等幅、同频同相的交流电。