[实用新型]面向新能源系统的准Z源多端口DC/DC变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏电力系统，特别设计一种面向新能源系统的准Z源多端口DC/DC变换器。

背景技术

化石能源的开采和使用带来一系列环境问题，如温室效应等，并且化石能源的不可再生性导致了能源危机问题日益严重，因此开发和利用绿色可持续的能源是大势所趋。太阳能对地球而言，是一种取之不尽，用之不竭的能源，而光伏电力系统则可实现由太阳能到电能的转变，是太阳能成为一种绿色可持续的能源。在光伏电力系统中，光伏板的输出电压一般比较小，并且随着时间，天气和环境的变化而有较大的波动。因此在光伏电压并入电网之前，需要经过一个升压过程，将光伏板的输出电压提升到一个合适的数值。

与传统的电压变换器不同，Z源变换器的桥臂允许直通状态，并具有较高的升压系数。Z源逆变器不但具有升降压功能，还保留buck-boost电路的反相特性。因此Z源逆变器是近几年的研究热点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种面向新能源系统的准Z源多端口DC/DC变换器，该准Z源多端口DC/DC变换器利用Z源变换器的升降压特性与多端口技术结合，设计一种双输入端口准Z源DC/DC变换器。光伏板的输出电压经过Z源逆变器的升压调节后可以稳定在一个合适的数值，再经由逆变器并入电网。本使用新型设计的一个双输入端口的准Z源变换器其中一个输入端口以光伏板作为电源输入，而另一输入端口为电池或超级电容等储能元件。电池或超级电容在该结构中的作用类似削峰填谷，提高光伏电力系统的稳定性。当负载需求低或光伏板输出能量较高，即“供大于求”时，该结构工作于充电状态，光伏板在给负载供电的同时也对电池或超级电容充电；当负载需求较高或光伏板提供的能量不足，即“供不应求”时，该结构工作与放电状态，电池等储能元件也参与放电，为负载提供电能，弥补光伏板供能不足的情况。电池等储能元件的加入提高的光伏电力系统的稳定性。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：准Z源多端口DC/DC变换器，包括依次连接的输入单元A，准Z源单元B和负载单元C；所述输入单元A包括第一电源V₁，第二电源V₂，第一二极管D₁，第一开关管S₁，第二开关管S₂和第三二极管D₃；所述第一电源V₁为可再生的直流电源，如光伏板，风电等；第二电源V₂为电池或超级电容等储能元件；所述第一电源V₁的正极与第一二极管D₁的阳极相连；所述第一二极管D₁的阴极，第一开关管S₁的源极和第一电感L₁的一极相连；所述第一开关管S₁的漏极，第二开关管S₂的源极和第二电源V₂的正极相连；所述第二开关管S₂的漏极和第三二极管D₃的阴极相连；所述第二电源V₂的负极和第一电源V₁的负极相连；所述准Z源单元B包括第一电感L₁，第二二极管D₂，第一电容C₁，第二电感L₂，第二电容C₂和第三开关管S₃；所述第一电感L₁的一极，第二电容C₂的负极和第二二极管D₂的阳极相连；所述第二二极管D₂的阴极，第一电容C₁的正极和第二电感L₂的一极相连；所述第二电容C₂的正极，第二电感L₂的另一极，第三二极管D₃的阴极，第四二极管D₄的阳极和第三开关管S₃的漏极相连；所述负载单元C包括第四二极管D₄，第三电容C₃和电阻R；所述第四二极管D₄的阴极，第三电容C₃的正极和电阻R的一极相连；所述第三电容C₃的负极，电阻R的另一极与第一电源V₁的负极，第二电源V₂的负极，第一电容C₁的负极，第三开关管S₃的源极相连。