一種基于儲能單元的功率放大電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種功率放大電源，具體說是一種基于儲能單元的功率放大電源。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)某些負(fù)荷，如高?？蒲袡C(jī)構(gòu)中所涉及的大功率設(shè)備需要較大功率，超過了傳統(tǒng)配電網(wǎng)線路容量時，一般只能通過申請當(dāng)?shù)仉娏窘ㄔO(shè)新的專線予以解決。一方面這些負(fù)荷多屬于短時不常用的負(fù)荷，專線建設(shè)造成了極大的浪費(fèi)；另一方面線路建設(shè)也會對當(dāng)?shù)鼐用裆町a(chǎn)生影響，同時還存在成本高、短時大功率負(fù)荷會對當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)產(chǎn)生沖擊等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型在現(xiàn)有儲能技術(shù)與電力電子變流技術(shù)的基礎(chǔ)之上，提出了一種基于儲能單元的功率放大電源。
[0004]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種基于儲能單元的功率放大電源，包含充電單元、儲能單元、功率放大單元，充電單元的輸入端接配電網(wǎng)交流電源，充電單元輸出端接儲能單元的輸入端，儲能單元的輸出端接功率放大單元的輸入端，功率放大單元的輸出端接負(fù)荷。
[0006]充電單元根據(jù)儲能單元的需求提供合適的電能，對儲能單元進(jìn)行充電；充電單元輸入端口是根據(jù)具體應(yīng)用場合，采用單相交流電、或者是三相交流電。
[0007]功率放大單元用于將儲能單元的能量轉(zhuǎn)換成負(fù)荷所需合適的電能形式，電能形式為單相交流電、或者為三相交流電。
[0008]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型一種基于儲能單元的功率放大電源，具有如下有益效果:
[0009]1)、本實(shí)用新型利用充電單元和儲能單元，可以采用當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)可接受的小功率對儲能單元進(jìn)行充電，儲存能量，再借助于功率放大單元將儲能單元中的能量轉(zhuǎn)換成負(fù)荷所需的能量形式和功率等級，為大功率負(fù)荷提供其所需的大功率電源。
[0010]2)、通過所提基于儲能單元的功率放大電源，無須改變現(xiàn)有配電網(wǎng)的任何線路結(jié)構(gòu)，具有成本低、環(huán)境影響小等特點(diǎn)。
[0011]3)、與現(xiàn)有的配電網(wǎng)線路改建方案進(jìn)行比較，所提方案下，用戶的短時大功率負(fù)荷不會對當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)產(chǎn)生負(fù)荷沖擊，有利于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0012]4)、儲能單元可以根據(jù)用戶需求對儲能容量及最大輸出功率進(jìn)行合理設(shè)計。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型一種基于儲能單元的功率放大電源的基本原理圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型一種基于儲能單元的功率放大電源在單相交流輸入及單相交流輸出時的一具體實(shí)現(xiàn)的電路原理圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型一種基于儲能單元的功率放大電源在三相交流輸入及三相交流輸出時的的一具體實(shí)現(xiàn)的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖2和其【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]如圖2所示，一種基于儲能單元的功率放大電源，由充電單元1、儲能單元2及功率放大單元3組成。充電單元I的輸入端接配電網(wǎng)交流電源5，充電單元I輸出端接儲能單元2的輸入端，儲能單元2的輸出端接功率放大單元3的輸入端，功率放大單元3的輸出端接負(fù)荷4。所述充電單元I需要實(shí)現(xiàn)三相交流電或單相交流電向電池充電所需直流電的轉(zhuǎn)變，可由多個整流電路與DC/DC變流器組合而成，此處僅以單相PFC(功率因數(shù)校正)電路為例說明，具體構(gòu)成包含一個電感L1，一個功率開關(guān)S1,4個整流二極管D1、D2、D3、D4，l個輸出二極管DjP I個電容C i。所述儲能單元2可由多組電池、電容或超級電容等組合構(gòu)成，此處僅以端電壓不低于400V的電池組為例說明。所述功率放大單元3需要實(shí)現(xiàn)電池組直流電向三相交流電或單相交流電的轉(zhuǎn)變，可由多個DC/DC變流器與逆變電路組合而成，此處僅以單相全橋逆變電路為例說明，具體構(gòu)成包含4個功率開關(guān)S2、S3、S4、S5。
[0018]充電單元I中二極管D1的陽極、二極管D2的陰極與輸入交流電源的上端相連，二極管D3的陽極、二極管D 4的陰極與輸入交流電源的下端相連，二極管D i和二極管D 3的陰極與第一電感L1的左端相連，二極管D 2和二極管D 4的陽極、第一功率開關(guān)S ^勺源極與電容C I的下端相連并作為充電單元I輸出端的負(fù)極與儲能單元2的下輸入端相連，第一電感1^的右端、第一功率開關(guān)漏極與二極管D 5的陽極相連，二極管D 5的陰極與電容C ^勺上端相連并作為充電單元I輸出端的正極與儲能單元2的上輸入端相連；
[0019]儲能單元2的上輸出端(正極)與功率放大單元3中第二功率開關(guān)S2、第四功率開關(guān)S4的漏極相連，儲能單元2的下輸出端(負(fù)極)與功率放大單元3中第三功率開關(guān)S 3、第五功率開關(guān)S5的源極相連；
[0020]功率放大單元3中第二功率開關(guān)&的源極與第三功率開關(guān)S 3的漏極相連并作為功率放大單元3的一個輸出端與負(fù)荷的上輸入端相連，功率放大單元3中第四功率開關(guān)S4的源極與第五功率開關(guān)S5的漏極相連并作為功率放大單元3的另一個輸出端與負(fù)荷4的下輸入端相連；
[0021]所述基于儲能單元2的功率放大電源相比于傳統(tǒng)的配電網(wǎng)專線，一方面無需線路建設(shè)成本，另一方面用戶的短時大功率負(fù)荷不會對當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)產(chǎn)生負(fù)荷沖擊，有利于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。該功率放大電源輸入端連接傳統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)，通過配電網(wǎng)可提供的中小功率進(jìn)行充電儲能，在短時向大功率負(fù)荷供電。
[0022]根據(jù)所提電源工作模式的不同，可以分為2種工作狀態(tài):
[0023](I)充電模式:控制器控制充電單元工作，如圖2所示，此時PFC電路一方面將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成電池所需的直流電，對電池進(jìn)行充電，另一方面讓第一電感L1的電流波形跟隨輸入交流電壓的波形，保證系統(tǒng)功率因數(shù)較高、諧波較小。
[0024](2)放電模式:控制器控制功率放大單元工作，如圖2所示，此時功率放大單元3將電池中儲存的直流電能逆變成負(fù)荷所需的大功率交流電。
[0025]本實(shí)用新型使用的功率開關(guān)為開關(guān)器件，功率開關(guān)的開啟與關(guān)閉受到控制器的控制。
[0026]圖2中，開關(guān)管漏源極之間的二極管為開關(guān)管自帶的體二極管，再此僅只是一個MOS管的例子而已，也可以采用其它類型的開關(guān)器件，如IGBT等。實(shí)施范例僅僅是為了工作原理闡述簡單而采用的一種簡單的方案，在實(shí)際的應(yīng)用中，能夠根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況合理選擇充電單元拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、儲能單元實(shí)現(xiàn)形式以及功率放大單元的拓?fù)浣M成。
[0027]本實(shí)用新型的上述實(shí)施范例僅僅是為說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動。這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項】
1.一種基于儲能單元的功率放大電源，包含充電單元(I)、儲能單元(2)、功率放大單元(3);其特征在于，充電單元(I)的輸入端接配電網(wǎng)交流電源(5)，充電單元(I)輸出端接儲能單元(2)的輸入端，儲能單元(2)的輸出端接功率放大單元(3)的輸入端，功率放大單元(3)的輸出端接負(fù)荷(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于儲能單元的功率放大電源，其特征在于，充電單元(I)根據(jù)儲能單元(2)的需求提供合適的電能，對儲能單元(2)進(jìn)行充電；充電單元(I)輸入端口是單相交流電、或者是三相交流電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于儲能單元的功率放大電源，其特征在于，功率放大單元(3)用于將儲能單元(2)的能量轉(zhuǎn)換成負(fù)荷(4)所需合適的電能形式，電能形式為單相交流電、或者為三相交流電。
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種基于儲能單元的功率放大電源，包含充電單元、儲能單元及功率放大單元；其中整流單元的輸入端接配電網(wǎng)交流電源，輸出端接儲能單元的輸入端，儲能單元的輸出端接功率放大單元的輸入端，功率放大單元的輸出端接負(fù)荷。與現(xiàn)有的大功率負(fù)荷電源解決方案相比，本實(shí)用新型不改變原配電網(wǎng)線路，無需施工改造，具有成本低、環(huán)境影響小及安裝使用方便等特點(diǎn)。
【IPC分類】H02M7/5387, H02J7/02
【公開號】CN204681267
【申請?zhí)枴緾N201520395584
【發(fā)明人】邾玢鑫
【申請人】三峽大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月10日