可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)。目的是提供的接入系統(tǒng)可以避免對(duì)電網(wǎng)造成沖擊或拖網(wǎng)。技術(shù)方案是：可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)，包括可再生能源一體化發(fā)電單元、至少一條高壓直流輸電線路、至少一個(gè)逆變器及發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；每個(gè)可再生能源一體化發(fā)電單元的輸出端連接到高壓直流母線上，高壓直流輸電線路的一端也連接到高壓直流母線HVDC上，高壓直流輸電線路的另一端連接到大功率逆變器的直流輸入端，大功率逆變器的交流輸出端連接到交流大電網(wǎng)；發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與電網(wǎng)調(diào)度控制中心連接并接受調(diào)度命令，發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還與可再生能源一體化發(fā)電單元連接并下發(fā)發(fā)電設(shè)定值。
【專利說(shuō)明】可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源發(fā)電、輸電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可再生能源(風(fēng)能、太陽(yáng)能) 發(fā)電、變流、儲(chǔ)能、輸電和接入交流大電網(wǎng)的一體化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油、煤炭、天然氣等不可再生能源的供應(yīng)緊缺，以及使用不可再生能源帶來(lái) 的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，世界各國(guó)對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生清潔能源的開發(fā)和利用也越來(lái)越 重視，可再生能源發(fā)電所占的比重也迅速提高。
[0003](一)風(fēng)能發(fā)電:
[0004]捕獲風(fēng)能、轉(zhuǎn)換成電能并通過(guò)輸電線路送入電網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)主要由5個(gè)部分構(gòu)成: I)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(包括變流裝置);2)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工頻(50Hz)升壓變壓器(將風(fēng)力發(fā)電機(jī) 的端口低電壓升到中壓:10KV、35KV);3)集電線路(將分散布置的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所發(fā)電能匯 集起來(lái))；4)風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站(將電壓從中壓繼續(xù)升高到高壓:110KV、220KV) ；5)高壓輸 電線路。
[0005]雖然風(fēng)能發(fā)電已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但依然存在下述問(wèn)題:I)風(fēng)電具有顯著的隨機(jī) 性和間歇性，所發(fā)的電能相對(duì)不穩(wěn)定，需要通過(guò)頻繁調(diào)節(jié)其他類型的發(fā)電機(jī)組(如火力發(fā)電 機(jī)組)的發(fā)電出力來(lái)進(jìn)行電網(wǎng)負(fù)荷平衡，極大地降低了這類機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；2)大多數(shù)風(fēng) 電機(jī)組的低電壓穿越能力較低，在大電網(wǎng)出現(xiàn)短路故障導(dǎo)致系統(tǒng)電壓降低時(shí)容易脫網(wǎng)，對(duì) 電網(wǎng)造成強(qiáng)大的沖擊，對(duì)大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成很大危險(xiǎn)；3)海上風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站 平臺(tái)的建設(shè)費(fèi)用高；4)由于受電容充電電流的影響，高壓海底交流電纜輸電容量隨長(zhǎng)度的 增加而迅速降低；5)有較多風(fēng)能發(fā)電場(chǎng)離交流大電網(wǎng)的距離較遠(yuǎn)，遠(yuǎn)距離輸送容量受到很 大限制。
[0006](二)太陽(yáng)能發(fā)電；
[0007]大容量并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電場(chǎng)主要由以下4個(gè)部分構(gòu)成:I)太陽(yáng)能電池組件(光 伏陣列);2)光伏逆變器(DC/AC逆變器，將太陽(yáng)能電池的直流電逆變成交流電)及其工頻 (50Hz)升壓變壓器；3)光伏發(fā)電場(chǎng)升壓變電站(將電壓升高到中壓或高壓:35KV、110KV、 220KV) ;4)高壓輸電線路。
[0008]和風(fēng)力發(fā)電類似，太陽(yáng)能光伏發(fā)電存在下述問(wèn)題:1)、太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)受到季節(jié)、晝 夜和天氣的影響較大，具有顯著的隨機(jī)性和間歇性，所發(fā)的電能相對(duì)不穩(wěn)定，需要通過(guò)頻繁 調(diào)節(jié)其他類型的發(fā)電機(jī)組(如火力發(fā)電機(jī)組)的發(fā)電出力來(lái)進(jìn)行電網(wǎng)負(fù)荷平衡，極大地降低 了這類機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；2)、一些光伏逆變器的低電壓穿越能力較低，在大電網(wǎng)出現(xiàn)短路 故障導(dǎo)致系統(tǒng)電壓降低時(shí)容易脫網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)造成強(qiáng)大的沖擊，對(duì)大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu) 成很大危險(xiǎn)；3)、有較多大容量太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)離交流大電網(wǎng)的距離較遠(yuǎn)，遠(yuǎn)距離輸送容量受 到很大限制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種可再生能源發(fā) 電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)，該接入系統(tǒng)的可靠性高，可以避免對(duì)電網(wǎng)造成沖擊或拖 網(wǎng)，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的特點(diǎn)。
[0010]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0011]可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)，包括若干個(gè)可再生能源一體化 發(fā)電單元、至少一條高壓直流輸電線路、至少一個(gè)大功率逆變器以及發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系 統(tǒng)；其特征在于:每個(gè)所述可再生能源一體化發(fā)電單元的輸出端連接到高壓直流母線上， 高壓直流輸電線路的一端也連接到高壓直流母線HVDC上，高壓直流輸電線路的另一端連 接到大功率逆變器的直流輸入端，大功率逆變器的交流輸出端連接到交流大電網(wǎng)；發(fā)電場(chǎng) 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與電網(wǎng)調(diào)度控制中心連接并接受電網(wǎng)調(diào)度控制中心的調(diào)度命令，發(fā)電場(chǎng)計(jì) 算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還與可再生能源一體化發(fā)電單元連接并向可再生能源一體化發(fā)電單元下發(fā) 發(fā)電設(shè)定值。
[0012]所述可再生能源一體化發(fā)電單元包括一個(gè)可再生能源發(fā)電裝置、一個(gè)模塊化大功 率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置、一個(gè)儲(chǔ)能裝置以及一個(gè)單元控制器；可再生能源發(fā)電 裝置的輸出端連接到低壓直流母線LVDC上，儲(chǔ)能裝置輸出端也連接到同一條低壓直流母 線LVDC上，模塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置的低壓側(cè)也聯(lián)接到同一條低壓直 流母線LVDC上，高壓側(cè)聯(lián)接到發(fā)電場(chǎng)的高壓直流母線HVDC上，單元控制器與可再生能源發(fā) 電裝置、模塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置、儲(chǔ)能裝置連接。
[0013]所述可再生能源發(fā)電裝置為至少一個(gè)光伏電池陣列、至少一個(gè)帶有基于IGBT模 塊的三相或多相主動(dòng)PWM整流電路的異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、至少一個(gè)帶有整流電路的永磁直驅(qū) 式風(fēng)力發(fā)電機(jī)、至少一個(gè)帶有整流電路的同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的至少一種；
[0014]光伏電池陣列的輸出端均接到低壓直流母線LVDC上；
[0015]異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的交流輸出端與異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的三相或多相主動(dòng)PWM整 流電路的交流輸入端連接，三相或多相主動(dòng)PWM整流電路的直流輸出端連接到低壓直流母 線LVDC上；
[0016]永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的交流輸入端與永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的整流電路 的交流輸入端連接，該整流電路的直流輸出端連接到低壓直流母線LVDC上；
[0017]同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的交流輸出端與同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的整流電路的交流輸入端 連接，該整流電路的直流輸出端連接到低壓直流母線LVDC上；
[0018]所述永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整流電路或同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整流電路為以下形 式之一:
[0019]I)所述整流電路是二極管整流電路；
[0020]2)所述整流電路是二極管整流電路加上Boost電路；
[0021]3)所述整流電路是二極管整流電路加上PFC電路；
[0022]4)所述整流電路是基于IGBT模塊的三相或多相主動(dòng)PWM整流電路。
[0023]所述單元控制器包括微處理器單元以及與其連接的信號(hào)采集電路、通訊模塊；信 號(hào)采集電路與所述可再生能源發(fā)電裝置、模塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置、 儲(chǔ)能裝置連接以采集模擬和數(shù)字變量，通訊模塊與所述發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接。
[0024]所述儲(chǔ)能裝置包括一個(gè)非電磁隔離型的雙向DC/DC變流器以及一個(gè)超級(jí)電容系統(tǒng)，或者一個(gè)非電磁隔離型的雙向DC/DC變流器以及一個(gè)蓄電池系統(tǒng)；非電磁隔離型的雙 向DC/DC變流器的一端和低壓直流母線LVDC連接，另一端和蓄電池系統(tǒng)或超級(jí)電容系統(tǒng)連接。
[0025]所述非電磁隔離型的雙向DC/DC變流器包括一個(gè)電抗器L、一個(gè)電容器C、兩個(gè) IGBT或MOSFET模塊Tl、T2、兩個(gè)二極管Dl、D2 ;其中，
[0026]IGBT或MOSFET模塊Tl、二極管D2、電抗器L、電容器C構(gòu)成一個(gè)BUCK電路；
[0027]IGBT或MOSFET模塊T2、二極管D1、電抗器L、電容器C構(gòu)成一個(gè)BOOST電路。
[0028]所述模塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置包括多個(gè)完全相同的電磁隔 離型DC/DC變流器，所有電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端并聯(lián)后接到可再生能源一體化 發(fā)電單元內(nèi)的低壓直流母線LVDC上，所有電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端串聯(lián)或者并聯(lián) 后接到高壓直流母線HVDC上。
[0029]所述電磁隔離型DC/DC變流器的結(jié)構(gòu)為以下形式之一:
[0030]I)所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆 變器及其直流電容、一個(gè)由電感Lr以及電容Cr組成的LC串聯(lián)諧振電路、一個(gè)多次級(jí)線圈 的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)整流電路；
[0031]所述高壓側(cè)整流電路由一個(gè)二極管全橋整流電路及二極管全橋整流電路直流側(cè) 的輸出濾波電路構(gòu)成，該輸出濾波電路為一個(gè)電容器或者一個(gè)LC濾波電路；
[0032]所述低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端 并聯(lián)在低壓直流母線LVDC上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LC串聯(lián)諧振電路串聯(lián)后和高 頻變壓器的初級(jí)線圈連接；
[0033]每個(gè)高壓側(cè)整流電路的交流輸入端與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接，所 有高壓側(cè)整流電路的直流輸出端級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端；
[0034]2)所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆 變器及其直流電容、一個(gè)由電感Lr和電感Lm以及電容Cr組成的LLC諧振電路、一個(gè)多次 級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)整流電路；
[0035]所述高壓側(cè)整流電路由一個(gè)二極管全橋整流電路及其直流側(cè)輸出濾波電路構(gòu)成， 該輸出濾波電路為一個(gè)電容器或者一個(gè)LC濾波電路；
[0036]所述低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端 并聯(lián)在低壓直流母線LVDC上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LLC諧振電路中的電感Lr以 及電容Cr串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連接，LLC諧振電路中的電感Lm和高頻變壓器 的初級(jí)線圈并聯(lián)；
[0037]所述高壓側(cè)整流電路的交流輸入端與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接，所 有高壓側(cè)整流電路的直流輸出端級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端；
[0038]3)所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆 變器及其直流電容、一個(gè)由電感Lr和電容Cp以及電容Cr組成的LCC諧振電路、一個(gè)多次 級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)整流電路；
[0039]所述高壓側(cè)整流電路由一個(gè)二極管全橋整流電路及其直流側(cè)輸出濾波電路構(gòu)成， 該輸出濾波電路為一個(gè)電容器或一個(gè)LC濾波電路；
[0040]所述低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端并聯(lián)在低壓直流母線LVDC上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LCC諧振電路中的電感Lr以 及電容Cr串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連接，LCC諧振電路中的電容Cp和高頻變壓器 的初級(jí)線圈并聯(lián)；
[0041]所述高壓側(cè)整流電路的交流輸入端與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接，所 有高壓側(cè)整流電路的直流輸出端級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端；
[0042]4)所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆 變器及其直流電容、一個(gè)由電感Lr和電容Cr組成的LC串聯(lián)諧振電路、一個(gè)多次級(jí)線圈的 高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)倍壓整流電路；
[0043]所述低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端 并聯(lián)在低壓直流母線LVDC上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LC串聯(lián)諧振電路串聯(lián)后和高 頻變壓器的初級(jí)線圈連接；
[0044]所述高壓側(cè)倍壓整流電路的輸入端與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接，所 有高壓側(cè)倍壓整流電路的直流輸出端級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出 端;
[0045]5)所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆 變器及其直流電容、一個(gè)由電感Lr和電感Lm以及電容Cr組成的LLC諧振電路、一個(gè)多次 級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)倍壓整流電路；
[0046]所述低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端 并聯(lián)在低壓直流母線LVDC上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LLC諧振電路中的電感Lr以 及電容Cr串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連接，LLC諧振電路中的電感Lm和高頻變壓器 的初級(jí)線圈并聯(lián)；
[0047]所述高壓側(cè)倍壓整流電路的輸入端與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接，所 有高壓側(cè)倍壓整流電路的直流輸出端級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出 端;
[0048]6)所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆 變器及其直流電容、一個(gè)由電感Lr和電容Cp以及電容Cr組成的LCC諧振電路、一個(gè)多次 級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)倍壓整流電路；
[0049]所述低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端 并聯(lián)在低壓直流母線LVDC上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LLC諧振電路中的電感Lr以 及電容Cr串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連接，LLC諧振電路中的電容Cp和高頻變壓器 的初級(jí)線圈并聯(lián)；
[0050]所述高壓側(cè)倍壓整流電路的輸入端與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接，所 有高壓側(cè)倍壓整流電路的直流輸出端級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端。
[0051 ] 所述大功率逆變器為電流源型逆變器，或者為在直流端串聯(lián)二極管止逆閥的電壓 源型逆變器。
[0052]所述電感Lr為單獨(dú)的電感元件，或者是所述的高頻變壓器的漏感；另一所述電感 Lm為單獨(dú)的電感元件，或者是所述的高頻變壓器的激磁電感。
[0053]本發(fā)明具有的有益效果是:可再生能源(風(fēng)能、太陽(yáng)能)發(fā)電裝置經(jīng)過(guò)一個(gè)基于高頻技術(shù)的模塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置進(jìn)行:變流、電磁隔離、升壓后直接 接到高壓直流母線，所發(fā)的電能直接通過(guò)直流輸電線路和交流電網(wǎng)側(cè)逆變器輸入交流大電 網(wǎng)；并且，在低壓直流側(cè)配置一定容量的儲(chǔ)能裝置以提高可再生能源發(fā)電計(jì)劃的可調(diào)性； 和傳統(tǒng)的可再生能源(風(fēng)能、太陽(yáng)能)發(fā)電場(chǎng)及其傳輸系統(tǒng)相比，本發(fā)明采用直流輸電技術(shù) 將所發(fā)出的電能輸送到交流大電網(wǎng)，可再生能源(風(fēng)能、太陽(yáng)能)發(fā)電場(chǎng)不需要:I)工頻升壓 變壓器；2)工頻逆變器；3)發(fā)電場(chǎng)輸變電設(shè)備(主變壓器、斷路器等等)。
[0054]因此本發(fā)明技術(shù)極大地提高了可再生能源(風(fēng)能、太陽(yáng)能)發(fā)電計(jì)劃的可調(diào)性、電 能輸送能力、低電壓穿越能力、增加了可靠性、提高了電能質(zhì)量、節(jié)省了大量的原材料(硅鋼 片、銅導(dǎo)線)、降低了整體成本。特別是當(dāng)應(yīng)用到海上風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目上時(shí)，由于在DC/DC變流 器中采用了高頻變壓器進(jìn)行升壓、隔離技術(shù)，極大地降低了升壓變壓器的體積和重量，因此 還可以極大地節(jié)省風(fēng)機(jī)海上平臺(tái)(基礎(chǔ))和風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站海上電平臺(tái)的建設(shè)費(fèi)用。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0055]圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0056]圖2a和圖2b是圖1中的“可再生能源一體化發(fā)電單元”的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0057]圖3a和圖3b是圖2a和圖2b中“模塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置” 的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0058]圖4a是圖3a和圖3b中“電磁隔離型DC/DC變流器”實(shí)施例之一的電路圖。
[0059]圖4b是圖3a和圖3b中“電磁隔離型DC/DC變流器”實(shí)施例之二的電路圖。
[0060]圖4c是圖3a和圖3b中“電磁隔離型DC/DC變流器”實(shí)施例之三的電路圖。
[0061]圖4d是圖3a和圖3b中“電磁隔離型DC/DC變流器”實(shí)施例之四的電路圖。
[0062]圖4e是圖3a和圖3b中“電磁隔離型DC/DC變流器”實(shí)施例之五的電路圖。
[0063]圖4f是圖3a和圖3b中“電磁隔離型DC/DC變流器”實(shí)施例之六的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0064]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
[0065]如圖1所示，本發(fā)明所述的可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)，包括 若干個(gè)可再生能源一體化發(fā)電單元1、至少一條高壓直流輸電線路2、至少一個(gè)大功率逆變 器3以及發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)4。每個(gè)可再生能源一體化發(fā)電單元的輸出端為高壓直流， 并且均并聯(lián)在同一條高壓直流母線HVDC上；所述的高壓直流輸電線路的一端也與同一條 高壓直流母線HVDC連接，高壓直流輸電線路的另外一端連接到所述的大功率逆變器的直 流輸入端，所述的大功率逆變器的交流輸出端連接到交流大電網(wǎng)。大功率逆變器的功能是 將直流電轉(zhuǎn)換為交流電后送到交流大電網(wǎng)，可以采用電流源型逆變器，也可以采用在直流 端串聯(lián)二極管止逆閥的電壓源型逆變器；二極管止逆閥的功能是當(dāng)直流輸電線路出現(xiàn)短路 故障時(shí)防止交流大電網(wǎng)向直流側(cè)注入故障電流。
[0066]所述的發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)4 (常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng))，與電網(wǎng) 調(diào)度控制中心連接，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)電場(chǎng)中各設(shè)備的狀態(tài)、接受電網(wǎng)調(diào)度控制中心的調(diào)度命令、 向所述的可再生能源一體化發(fā)電單元下發(fā)發(fā)電設(shè)定值。所述的可再生能源一體化發(fā)電單元 發(fā)出來(lái)的電經(jīng)過(guò)所述的高壓直流輸電線路和大功率逆變器輸送到交流大電網(wǎng)。[0067]圖2a和圖2b是圖1中的可再生能源一體化發(fā)電單元的電路結(jié)構(gòu)圖，該可再生能 源一體化發(fā)電單元包括:一個(gè)或多個(gè)可再生能源發(fā)電裝置、一個(gè)模塊化大功率電磁隔離型 DC/DC變流升壓裝置、一個(gè)儲(chǔ)能裝置以及一個(gè)單元控制器?？稍偕茉窗l(fā)電裝置的輸出端連 接到低壓直流母線LVDC上；儲(chǔ)能裝置輸出也連接到同一條低壓直流母線LVDC上；模塊化 大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置的低壓側(cè)也聯(lián)接到同一條低壓直流母線LVDC上，模 塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置的高壓側(cè)聯(lián)接到發(fā)電場(chǎng)的高壓母線HVDC上。
[0068]所述可再生能源發(fā)電裝置是以下形式中的一種或至少兩種的組合:
[0069]I)所述可再生能源發(fā)電裝置是一個(gè)或多個(gè)光伏電池陣列(圖2b)；
[0070]2)所述可再生能源發(fā)電裝置是一個(gè)或多個(gè)帶有基于IGBT模塊的三相或多相PWM 主動(dòng)整流電路的異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)(圖2a):
[0071]3)所述可再生能源發(fā)電裝置是一個(gè)或多個(gè)帶有整流電路的永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電 機(jī)；
[0072]4)所述可再生能源發(fā)電裝置是一個(gè)或多個(gè)帶有整流電路的同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
[0073]所述永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整流電路可以是常規(guī)的二極管整流電路；也可以是 常規(guī)的二極管整流電路加上Boost電路；也可以是常規(guī)的二極管整流電路加上PFC電路； 也可以是基于IGBT模塊的三相或多相PWM主動(dòng)整流電路(以上均為常規(guī)整流電路，不作詳 細(xì)介紹)。
[0074]所述同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整流電路可以是常規(guī)的二極管整流電路；也可以是常規(guī) 的二極管整流電路加上Boost電路；也可以是常規(guī)的二極管整流電路加上PFC電路；也可 以是基于IGBT模塊的三相或多相PWM主動(dòng)整流電路(以上均為常規(guī)整流電路，不作詳細(xì)介 紹)。
[0075]所述光伏電池陣列的輸出端均接到低壓直流母線LVDC上。異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)(或者 永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，或者同步風(fēng)力發(fā)電機(jī))的交流輸出端與其對(duì)應(yīng)的整流電路的交流 輸入端連接，整流電路的的直流輸出端連接到低壓直流母線LVDC上。
[0076]圖2a和圖2b中的所述儲(chǔ)能裝置，包括一個(gè)非電磁隔離型的雙向DC/DC變流器(夕卜 購(gòu)獲得)、一個(gè)超級(jí)電容系統(tǒng)(外購(gòu)獲得)；或者所述儲(chǔ)能裝置包括一個(gè)非電磁隔離型的雙向 DC/DC變流器、一個(gè)蓄電池系統(tǒng)(外購(gòu)獲得)。非電磁隔離型的雙向DC/DC變流器的一端和低 壓直流母線LVDC連接，另一端和蓄電池系統(tǒng)或超級(jí)電容系統(tǒng)連接。
[0077]上述的非電磁隔離型的雙向DC/DC變流器，包括一個(gè)電抗器L、一個(gè)電容器C、兩個(gè) IGBT或MOSFET模塊T1、T2 ;兩個(gè)二極管D1、D2構(gòu)成。其中IGBT或MOSFET模塊Tl、二極管 D2、電抗器L、電容器C構(gòu)成一個(gè)典型的BUCK電路，工作時(shí)由低壓直流母線LVDC向蓄電池系 統(tǒng)(或超級(jí)電容系統(tǒng))充電；IGBT或MOSFET模塊T2、二極管Dl、電抗器L、電容器C構(gòu)成一 個(gè)典型的BOOST電路，工作時(shí)蓄電池系統(tǒng)(或超級(jí)電容系統(tǒng))向低壓直流母線LVDC放電。
[0078]圖2a和圖2b中的所述單元控制器(可外購(gòu)獲得)，包括一個(gè)微處理器單元以及與 其連接的一個(gè)信號(hào)采集電路、一個(gè)通訊模塊。信號(hào)采集電路與所述可再生能源發(fā)電裝置、模 塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置、儲(chǔ)能裝置連接，采集可再生能源一體化發(fā)電 單元內(nèi)的模擬和數(shù)字變量；通訊模塊與發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接，負(fù)責(zé)和發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī) 監(jiān)控系統(tǒng)通訊的功能；微處理器單元基于采樣得到的信號(hào)、發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的 發(fā)電設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算處理后，輸出控制信號(hào)對(duì)模塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置、儲(chǔ)能裝置進(jìn)行控制。光伏發(fā)電裝置的最大功率跟蹤(MPPT)功能也在該控制器中實(shí)現(xiàn)。
[0079]如圖3a和圖3b所示，所述模塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置由多個(gè) 完全相同的電磁隔離型DC/DC變流器組成，主要功能是將低直流電壓升到高直流電壓，并 對(duì)高壓和低壓直流系統(tǒng)進(jìn)行電磁隔離。所有電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端并聯(lián)后接到 可再生能源一體化發(fā)電單元內(nèi)的低壓直流母線LVDC ;所有電磁隔離型DC/DC變流器的輸出 端有以下兩種結(jié)構(gòu):1)所有電磁隔離型DC/DC變流器串聯(lián)后接到高壓直流母線HVDC上(圖 3a) ；2)所有電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端并聯(lián)后接到高壓直流母線HVDC上(圖3b)。
[0080]所述的電磁隔離型DC/DC變流器有下述6中實(shí)施方式:
[0081]實(shí)施例一:如圖4a所示，所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET 構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆變器及其直流電容、一個(gè)由電感Lr和電容Cr組成的LC串聯(lián)諧振電 路、一個(gè)多次級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)整流電路。所述高壓側(cè)整流電路由一個(gè) 二極管全橋整流電路及其直流側(cè)輸出濾波電路構(gòu)成，該輸出濾波電路可以是一個(gè)電容器， 也可以是一個(gè)LC濾波電路。所述的電感Lr可以使單獨(dú)的電感元件，也可以是所述的高頻 變壓器的漏感；低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端 并聯(lián)在低壓直流母線LVDC上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LC串聯(lián)諧振電路串聯(lián)后和高 頻變壓器的初級(jí)線圈連接。高壓側(cè)整流電路的輸入端(交流端)與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的 次級(jí)線圈連接。多個(gè)高壓側(cè)整流電路的輸出端(直流端)級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/ DC變流器的輸出端。
[0082]實(shí)施例二:如圖4b所示，所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET 構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆變器及其直流電容、一個(gè)由電感Lr和電感Lm以及電容Cr組成的LLC 諧振電路、一個(gè)多次級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)整流電路。所述高壓側(cè)整流電路 由一個(gè)二極管全橋整流電路及其直流側(cè)輸出濾波電路構(gòu)成，該輸出濾波電路可以是一個(gè)電 容器，也可以是一個(gè)LC濾波電路。所述的電感Lr可以是單獨(dú)的電感元件，也可以是所述的 高頻變壓器的漏感，另一所述的電感Lm可以是單獨(dú)的電感元件，也可以是所述的高頻變壓 器的激磁電感。低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端 并聯(lián)在低壓直流母線LVDC上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LLC諧振電路中的電感Lr以 及電容Cr串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連接，LLC諧振電路中的電感Lm和高頻變壓器 的初級(jí)線圈并聯(lián)。高壓側(cè)整流電路的輸入端(交流端)與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈 連接，多個(gè)高壓側(cè)整流電路的輸出端(直流端)級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器 的輸出端。
[0083]實(shí)施例三:如圖4c所示，所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET 構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆變器及其直流電容、一個(gè)由電感Lr和電容Cp以及電容Cr組成的LCC 諧振電路、一個(gè)多次級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)整流電路。所述高壓側(cè)整流電路 由一個(gè)二極管全橋整流電路及其直流側(cè)輸出濾波電路構(gòu)成，該輸出濾波電路可以是一個(gè)電 容器，也可以是一個(gè)LC濾波電路。所述的電感Lr可以是單獨(dú)的電感元件，也可以是所述的 高頻變壓器的漏感。低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸 入端并聯(lián)在低壓直流母線LVDC上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LCC諧振電路中的電感Lr 以及電容Cr串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連接，LCC諧振電路中的電容Cp和高頻變壓 器的初級(jí)線圈并聯(lián)。高壓側(cè)整流電路的輸入端(交流端)與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接，多個(gè)高壓側(cè)整流電路的輸出端(直流端)級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流 器的輸出端。
[0084]實(shí)施例四:如圖4d所示，所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET 構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆變器及其直流電容、一個(gè)由電感Lr和電容Cr組成的LC串聯(lián)諧振電 路、一個(gè)多次級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)倍壓整流電路。所述的電感Lr可以是單 獨(dú)的電感元件，也可以是所述的高頻變壓器的漏感。低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述 的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端并聯(lián)在低壓直流母線LVDC上，低壓側(cè)全橋逆變器的交 流端與LC串聯(lián)諧振電路串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連接。高壓側(cè)倍壓整流電路的輸 入端與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接。多個(gè)高壓側(cè)倍壓整流電路的輸出端(直流 端)級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端。
[0085]實(shí)施例五:如圖4e所示，所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET 構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆變器及其直流電容、一個(gè)由電感Lr和電感Lm以及電容Cr組成的LLC 諧振電路、一個(gè)多次級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)倍壓整流電路。低壓側(cè)全橋逆變 器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端并聯(lián)在低壓直流母線LVDC上，低 壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LLC諧振電路中的電感Lr以及電容Cr串聯(lián)后和高頻變壓器的 初級(jí)線圈連接，LLC諧振電路中的電感Lm和高頻變壓器的初級(jí)線圈并聯(lián)。所述的電感Lr 可以是單獨(dú)的電感元件，也可以是所述的高頻變壓器的漏感，另一所述的電感Lm可以是單 獨(dú)的電感元件，也可以是所述的高頻變壓器的激磁電感。高壓側(cè)倍壓整流電路的輸入端(交 流端)與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接。多個(gè)高壓側(cè)倍壓整流電路的輸出端(直流 端)級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端。
[0086]實(shí)施例六:如圖4f所示，所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET 構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆變器及其直流電容、一個(gè)由電感Lr和電容Cp以及電容Cr組成的LCC 諧振電路、一個(gè)多次級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)倍壓整流電路。所述的電感Lr可 以是單獨(dú)的電感元件，也可以是所述的高頻變壓器的漏感。低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作 為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端并聯(lián)在低壓直流母線LVDC上，低壓側(cè)全橋逆變 器的交流端與LLC諧振電路中的電感Lr以及電容Cr串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連 接，LLC諧振電路中的電容Cp和高頻變壓器的初級(jí)線圈并聯(lián)。高壓側(cè)倍壓整流電路的輸入 端(交流端)與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接。多個(gè)高壓側(cè)倍壓整流電路的輸出端 (直流端)級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端。
[0087]本發(fā)明中所有的電子元件以及電子設(shè)備均可外購(gòu)獲得。
【權(quán)利要求】
1.可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)，包括若干個(gè)可再生能源一體化發(fā)電單元(I)、至少一條高壓直流輸電線路(2)、至少一個(gè)大功率逆變器(3)以及發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(4);其特征在于:每個(gè)所述可再生能源一體化發(fā)電單元(I)的輸出端連接到高壓直流母線(HVDC)上，高壓直流輸電線路(2)的一端也連接到高壓直流母線(HVDC)上，高壓直流輸電線路(2)的另一端連接到大功率逆變器(3)的直流輸入端，大功率逆變器(3)的交流輸出端連接到交流大電網(wǎng)；發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(4)與電網(wǎng)調(diào)度控制中心(5)連接并接受電網(wǎng)調(diào)度控制中心的調(diào)度命令，發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(4)還與可再生能源一體化發(fā)電單元(I)連接并向可再生能源一體化發(fā)電單元(I)下發(fā)發(fā)電設(shè)定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述可再生能源一體化發(fā)電單元包括一個(gè)可再生能源發(fā)電裝置、一個(gè)模塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置、一個(gè)儲(chǔ)能裝置以及一個(gè)單元控制器；可再生能源發(fā)電裝置的輸出端連接到低壓直流母線(LVDC)上，儲(chǔ)能裝置輸出端也連接到同一條低壓直流母線 (LVDC)上，模塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置的低壓側(cè)也聯(lián)接到同一條低壓直流母線(LVDC)上，高壓側(cè)聯(lián)接到發(fā)電場(chǎng)的高壓直流母線(HVDC)上，單元控制器與可再生能源發(fā)電裝置、模塊化大功率電 磁隔離型DC/DC變流升壓裝置、儲(chǔ)能裝置連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述可再生能源發(fā)電裝置為至少一個(gè)光伏電池陣列、至少一個(gè)帶有基于IGBT模塊的三相或多相主動(dòng)PWM整流電路的異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、至少一個(gè)帶有整流電路的永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)、至少一個(gè)帶有整流電路的同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的至少一種；光伏電池陣列的輸出端均接到低壓直流母線(LVDC)上；異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的交流輸出端與異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的三相或多相主動(dòng)PWM整流電路的交流輸入端連接，三相或多相主動(dòng)PWM整流電路的直流輸出端連接到低壓直流母線 (LVDC)上；永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的交流輸入端與永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的整流電路的交流輸入端連接，該整流電路的直流輸出端連接到低壓直流母線(LVDC)上；同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的交流輸出端與同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的整流電路的交流輸入端連接， 該整流電路的直流輸出端連接到低壓直流母線(LVDC)上；所述永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整流電路或同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整流電路為以下形式之1)所述整流電路是二極管整流電路；2)所述整流電路是二極管整流電路加上Boost電路；3)所述整流電路是二極管整流電路加上PFC電路；4)所述整流電路是基于IGBT模塊的三相或多相主動(dòng)PWM整流電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述單元控制器包括微處理器單元以及與其連接的信號(hào)采集電路、通訊模塊；信號(hào)采集電路與所述可再生能源發(fā)電裝置、模塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置、儲(chǔ)能裝置連接以采集模擬和數(shù)字變量，通訊模塊與所述發(fā)電場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述儲(chǔ)能裝置包括一個(gè)非電磁隔離型的雙向DC/DC變流器以及一個(gè)超級(jí)電容系統(tǒng)，或者一個(gè)非電磁隔離型的雙向DC/DC變流器以及一個(gè)蓄電池系統(tǒng)；非電磁隔離型的雙向DC/ DC變流器的一端和低壓直流母線(LVDC)連接，另一端和蓄電池系統(tǒng)或超級(jí)電容系統(tǒng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述非電磁隔離型的雙向DC/DC變流器包括一個(gè)電抗器(L)、一個(gè)電容器(C)、兩個(gè) IGBT 或 MOSFET 模塊(T1、T2 )、兩個(gè)二極管(D1、D2 );其中，IGBT或MOSFET模塊(Tl)、二極管(D2)、電抗器(L)、電容器(C)構(gòu)成一個(gè)BUCK電路；IGBT或MOSFET模塊(T2)、二極管(DI)、電抗器(L)、電容器(C)構(gòu)成一個(gè)BOOST電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)， 其特征在于:所述模塊化大功率電磁隔離型DC/DC變流升壓裝置包括多個(gè)完全相同的電磁隔離型DC/DC變流器，所有電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端并聯(lián)后接到可再生能源一體化發(fā)電單元內(nèi)的低壓直流母線(LVDC)上，所有電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端串聯(lián)或者并聯(lián)后接到高壓直流母線(HVDC)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述電磁隔離型DC/DC變流器的結(jié)構(gòu)為以下形式之一:1)所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆變器及其直流電容、一個(gè)由電感(Lr )以及電容(Cr )組成的LC串聯(lián)諧振電路、一個(gè)多次級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)整流電路；所述高壓側(cè)整流電路由一個(gè)二極管全橋整流電路及二極管全橋整流電路直流側(cè)的輸出濾波電路構(gòu)成，該輸出濾波電路為一個(gè)電容器或者一個(gè)LC濾波電路；所述低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端并聯(lián)在低壓直流母線(LVDC)上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LC串聯(lián)諧振電路串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連接；每個(gè)高壓側(cè)整流電路的交流輸入端與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接，所有高壓側(cè)整流電路的直流輸出端級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端； 2)所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆變器及其直流電容、一個(gè)由電感(Lr)和電感(Lm)以及電容(Cr)組成的LLC諧振電路、一個(gè)多次級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)整流電路；所述高壓側(cè)整流電路由一個(gè)二極管全橋整流電路及其直流側(cè)輸出濾波電路構(gòu)成，該輸出濾波電路為一個(gè)電容器或者一個(gè)LC濾波電路；所述低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端并聯(lián)在低壓直流母線(LVDC)上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LLC諧振電路中的電感(Lr)以及電容(Cr)串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連接，LLC諧振電路中的電感(Lm)和高頻變壓器的初級(jí)線圈并聯(lián)；所述高壓側(cè)整流電路的交流輸入端與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接，所有高壓側(cè)整流電路的直流輸出端級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端；3)所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆變器及其直流電容、一個(gè)由電感(Lr)和電容(Cp)以及電容(Cr)組成的LCC諧振電路、一個(gè)多次級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)整流電路；所述高壓側(cè)整流電路由一個(gè)二極管全橋整流電路及其直流側(cè)輸出濾波電路構(gòu)成，該輸出濾波電路為一個(gè)電容器或一個(gè)LC濾波電路；所述低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端并聯(lián)在低壓直流母線(LVDC)上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LCC諧振電路中的電感(Lr)以及電容(Cr )串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連接，LCC諧振電路中的電容(Cp )和高頻變壓器的初級(jí)線圈并聯(lián)；所述高壓側(cè)整流電路的交流輸入端與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接，所有高壓側(cè)整流電路的直流輸出端級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端；4)所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆變器及其直流電容、一個(gè)由電感(Lr)和電容 (Cr)組成的LC串聯(lián)諧振電路、一個(gè)多次級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)倍壓整流電路；所述低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端并聯(lián)在低壓直流母線(LVDC)上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LC串聯(lián)諧振電路串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連接；所述高壓側(cè)倍壓整流電路的輸入端與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接，所有高壓側(cè)倍壓整流電路的直流輸出端級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端；5)所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆變器及其直流電容、一個(gè)由電感(Lr)和電感(Lm)以及電容(Cr)組成的LLC諧振電路、一個(gè)多次級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)倍壓整流電路；所述低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端并聯(lián)在低壓直流母線(LVDC)上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LLC諧振電路中的電感(Lr)以及電容(Cr)串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連接，LLC諧振電路中的電感(Lm)和高頻變壓器的初級(jí)線圈并聯(lián)；所述高壓側(cè)倍壓整流電路的輸入端與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接，所有高壓側(cè)倍壓整流電路的直流輸出端級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端；6)所述電磁隔離型DC/DC變流器包括一個(gè)由IGBT或MOSFET構(gòu)成的低壓側(cè)全橋逆變器及其直流電容、一個(gè)由電感(Lr)和電容(Cp)以及電容(Cr)組成的LCC諧振電路、一個(gè)多次級(jí)線圈的高頻變壓器以及多個(gè)高壓側(cè)倍壓整流電路；所述低壓側(cè)全橋逆變器的直流端作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸入端并聯(lián)在低壓直流母線(LVDC)上，低壓側(cè)全橋逆變器的交流端與LLC諧振電路中的電感(Lr)以及電容(Cr )串聯(lián)后和高頻變壓器的初級(jí)線圈連接，LLC諧振電路中的電容(Cp )和高頻變壓器的初級(jí)線圈并聯(lián)；所述高壓側(cè)倍壓整流電路的輸入端與其相對(duì)應(yīng)的高頻變壓器的次級(jí)線圈連接，所有高壓側(cè)倍壓整流電路的直流輸出端級(jí)聯(lián)后作為所述的電磁隔離型DC/DC變流器的輸出端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述大功率逆變器為電流源型逆變器，或者為在直流端串聯(lián)二極管止逆閥的電壓源型逆變器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可再生能源發(fā)電、輸變電和電網(wǎng)接入一體化系統(tǒng)，其特征在于:所述電感(Lr)為單獨(dú)的電感元件，或者是所述的高頻變壓器的漏感；另一所述電感 (Lm)為單獨(dú)的電感元件，或者是所述的高頻變壓器的激磁電感。
【文檔編號(hào)】H02J7/34GK103607032SQ201310589012
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】梁一橋, 梁家誠(chéng) 申請(qǐng)人:梁一橋