[发明专利]一种分布直流电源与交流电源共缆输电电路

说明书

本发明提供了一种分布直流电源与交流电源共缆输电电路，包括：直流电路、交流电路、耦合电路、输电线路与解耦电路。进一步地，直流电路提供多路分布式直流电源，交流电路将低频交流电源转换为高频交流电源，耦合电路将直流电源和交流电源耦合到双绞型式的输电线路上，解耦电路将输电线路上的交流、直流电源分离。还包括：整流电路和阻抗电路。本发明专利综合多种关键电路，将多路分布直流电源和低频交流电源，包括工频交流市电，通过双绞线耦合和解耦，实现交直流电源共缆输电，充分利用原有输电线路，具有电路结构简单、成本低廉和提高分布直流电源利用率的优点。

技术领域

本发明涉及电力电子和输电技术领域，具体地，涉及一种分布直流电源与交流电源共缆输电电路，实现了交直流电力同缆传输。

背景技术

随着“双碳”目标的提出，以风、光电为代表的分布式电源和直流微网的应用越来越广泛。分布式电源输出的交、直流电，存在并网、传输、向负载供电等问题，这些都引起了科研人员的关注和深入研究，也取得了一定的成效。

但是，目前分布式直流输电的消纳问题依旧存在瓶颈，构想可以借助原有的交流输电线路进行交直流混合输电，减少设计成本、施工成本、材料成本，由此诞生了交直流混合输电的技术方案。

交直流混合输电的技术方案，面临关键问题有：多路分布直流电源供电问题；低频交流电源转换为高频交流电源问题；交直流电源耦合(汇合)与解耦(分离)问题；电力耦合和解耦所用的无功元件小型化的问题；交流电源功率因数校正问题，这些关键问题需要解决。

USB是信号、电力同时分缆传输，PLC利用传输电流的电力线作为通信载体，PoDL也是信号电力的耦合分离，检索现有资料，没有发现与交直流共缆输电结构相关的类似技术，也没有检索到国内外类似的技术和文献。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种分布直流电源与交流电源共缆输电电路。

本发明提供的分布直流电源与交流电源共缆输电电路，包括：直流电路、交流电路、耦合电路、输电线路以及解耦电路；其中：

所述直流电路用于提供多路分布式直流电源并输出至所述耦合电路，包括：第一分布直流电源Udc1、第二分布式直流电源Udc2、第一Cúk调节器、第二Cúk调节器、第一二极管D1和第二二极管D2，其中：第一直流电源Udc1的负极性端与所述第一Cúk调节器的输入负极性端相连，所述第一直流电源Udc1的正极性端与所述第一Cúk调节器的正极性端相连，所述第二直流电源Udc2的负极性端与所述第二Cúk调节器的输入负极性端相连，所述第二直流电源Udc2的正极性端与第二Cúk调节器的正极性端相连，所述第一Cúk调节器的输出正极性端与所述第一二极管D1的阳极相连，所述第二Cúk调节器的输出正极性端与所述第二二极管D2的阳极相连，所述第一二极管D1的阴极和第二二极管D2的阴极相连，形成第一节点N1，所述第一节点N1连接至所述耦合电路，所述第一Cúk调节器的负极性端CON1和所述第二Cúk调节器的负极性端CON2相连，形成第二节点N2，所述第二节点N2连接至所述输出电路；

所述交流电路用于将低频交流电源转换为高频交流电源并输出至所述耦合电路，包括：交流电源Uac1、第一电感L1、第一电容C1、第一电阻R1、第一开关组合BS1、第二开关组合BS2、第三开关组合BS3和第四开关组合BS4；其中：

所述交流电源Uac1的一端与所述第一电感L1的一端相连；所述第一电感L1的另一端与所述第一电容C1的一端相连；所述第一电容C1的另一端与所述交流电源Uac1的另一端相连；所述第一电阻R1的两端分别与所述第一电容C1的两端相连；所述第一开关组合BS1和所述第二开关组合BS2串联，所述第三开关组合BS3和所述第四开关组合BS4串联，两个串联的开关组合并联后两端分别与所述第一电阻R1的两端相连；所述第一开关组合BS1和所述第二开关组合BS2串联形成串联节点N3，所述串联节点N3连接至所述耦合电路；所述第三开关组合BS3和所述第四开关组合BS4串联形成串联节点N4，所述串联节点N4连接至所述直流电路与所述输电线路之间；