(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211236295.3 (22)申请日 2022.10.10 (71)申请人 新源智储能源发展 （北京） 有限公司 地址 102402 北京市房山区弘安路87号院5 号楼1层1 14室 (72)发明人 王逸超　克潇　孙鹏　王宝归　 冯美方　高瑀含　周旭　刘硕　 梁忠豪　李建林　 (74)专利代理 机构 西安硕大知识产权代理事务 所(普通合伙) 61283 专利代理师 杨哲 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/32(2006.01) H02M 3/335(2006.01)H02M 1/00(2007.01) (54)发明名称 一种储能型升降压 变换电路及控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种储能型升 降压变换电路 及控制方法， 包括新能源发电装置、 储能型升降 压电路、 储能电池， 最终经端口A7和端口B3连接 并网逆变器， 其中升降压环节是系统的关键环 节， 实现升降压功能和能量管理功能； 所述储能 型升降压电路中包含两个电感、 四个电容、 四个 二极管、 一个I GBT开关管Q1。 其中， 光伏电池的接 入点设置为节点A1和节点B1。 本发明将光伏电池 的电压管理与储能电池的功率管理功能进行了 集成， 节省了电池能量管理环节的升降压拓扑结 构， 保证了功率流动的灵活性。 通过在节点A4与 节点B2之间的电容两端并联储能电池， 实现功率 的双向流动以及能量的充放管理。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115528732 A 2022.12.27 CN 115528732 A 1.一种储能型升降压变换电路， 其特征在于， 包括新能源发电装置(光伏电池)、 储能型 升降压电路、 储能电池， 最终经端口A7和端口B3连接并网逆变器， 其中升降压环节是系统的 关键环节， 实现升降压功能和能量管理功能； 所述储能型升降压电路中包含电感L1、 电感L2、 电容C1、 电容C2、 电容C3、 电容C4、 二极 管D1、 二极管D2、 二极管D3、 二极管D4、 IGBT开关管Q1； 其中， 光伏电池的接入点设置为节点 A1和节点B1。 2.根据权利要求1所述的一种储能型升降压变换电路， 其特征在于， 电感L1位于节点A1 与节点A2之间， 电感L2位于节点A3与A4之间， 电容C1位于节点A2与节 点A7之间， 电容C2位于 节点B2与A3 之间， 电容C3位于节点A4与节点A5之间， 电容C4位于节 点A6与节点B3 之间， 二极 管D1位于节点A2与节点A3之间， 二极管D2位于节点A4与A7之间， 二极管D3位于节点A7与节 点A5之间， 二极管D4位于节点A5与节 点B6之间， IGBT开关管位于节 点A2与节点B1之间， 储能 电池连接节点A3与B2， 与电容C2并联， 最 终系统的输出端口分别为节 点A6和节 点B3， 节点A6 作为正输出端口， 节点B1作为负输出端口， 光伏电池经过储能型升降压电路后经过输出端 口与并网逆变器相连进行 下一步并网操作。 3.根据权利要求1或2所述的一种储能型升降压变换电路的控制方法， 其特征在于， 包 括以下四种工作模式： 模式一： 开关Q1和二极管D3导通， 二极管D1、 二极管D3和二极管D4处于反向截止状态， 此时系统中的能量存储在电感L1和电感L2中， 由光伏电池产生的充电电流使 得电容C1通过 二极管D3向电容C 3充电， 电容C4 通过输出端口放电； 模式二： 开关Q1接通， 二极管D1、 D2、 D3、 和D4处于反向截止状态。 来自光伏电池的电流 用于为电感器L1充电， 输出二极管D4反向截止， 电容C4 通过输出端口放电； 模式三： 开关Q1和二极管D2导通， 二极管D1、 D3和D4处于反向截止状态。 系统能量存储 在电感L1和L2中。 电容器C1由电容器C3通过二极管D1充电。 输出电容器C4开始放电通过输 出端口向后级供电。 当主开关Q1关断且二极管D1电流变为0时， 此操作模式终止 。 模式四： 开关Q1和二极管D2关闭， 二极管D1、 D3和D4处于正向偏置状态， 此模式开始以 相反的极性从两个电感器L1和L2释放能量。 电容C1被从电感L1和电容C1流出的电流充电。 电容C3通过二极管D4向输出电容C4和输出端口供电； 因此， 所有二极管的开关电压和电压均小于输出电压， 电源开关Q1和二极管D1和D4中 的电压等于电容器C1的电压， 二极管D1和D3中的电压等于电容器C3的电压， 当开关Q1关断 时， 输出电压等于电容C1和C2电压之和， 表示 为 Vout＝VC1+VC2 (1.1) 式中， Vout表示输出端口A7与输出端口B3之间的电压差， VC1表示电容C1两端电压， VC2表 示电容C2两端电压 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115528732 A 2一种储能型升降压变换电路及控制方 法 技术领域 [0001]本发明属于储能技 术领域， 特别涉及一种储能型升降压变换电路及控制方法。 背景技术 [0002]传统的两级式升压拓扑结构虽然可以保证电压的稳定输出， 但是通常会出现 高输 入和输出电流纹波。 [0003]现有技术的缺陷在于： [0004]1、 光伏电池受外界环境影响， 发电不稳定， 需要额外接入DC/DC变换装置构成双极 式性控制系统， 常规装置的输出电压刚性强， 输出 范围较小； [0005]2、 传统两级式升压拓扑结构的输入、 输出电流纹波较大， 会降低设备效率， 严重时 会引发谐振损坏设备； [0006]3、 现有光储结构大部分需要针对储能电池设计DC/DC变换器， 这会增 大逆变器的 体积， 进而会增大设备损耗， 降低效率。 [0007]现有采用的储能技术方案常用的拓扑结构如图1所示， 该拓扑结构的主电路包含 三部分： Boost电路、 三项逆变桥以及储能电池充放电路。 其中储能电池充放电路 的作用是 为了实现储能功能。 因此需要在传统的两电平逆变器的基础上外接储能电池以及双向升降 压电路， 如图中的蓝 色区域部分。 这一方面会增加系统的控制复杂程度， 另一方面也会增加 系统的体积， 相比于 本方案的高度集成化具有明显的缺 点。 发明内容 [0008]为了克服以上技术问题， 本发明的目的在于提供一种储能型升降压变换电路及控 制方法， 本发明将光伏电池的电压管理与储能电池的功率管理功 能进行了集成， 节省了电 池能量管理环节的升降压拓扑结构， 保证了功率流动的灵活性。 通过在节点A4与节点B2之 间的电容两端并联储能电池， 实现功率的双向流动以及能量的充放管理。 [0009]为了实现上述目的， 本发明采用的技 术方案是： [0010]一种储能型升降压变换电路， 包括新能源发电装置(光伏电池)、 储能型升降压电 路、 储能电池， 最终经端口A7和端口B3连接并网逆变器， 其中升降压环节是系统的关键环 节， 实现升降压功能和能量管理功能； [0011]所述储能型升降压电路中包含电感L1、 电感L2、 电容C1、 电容C2、 电容C3、 电容C4、 二极管D1、 二极管D2、 二极管D3、 二极管D4、 IGBT开关管Q1； 其中， 光伏电池的接入点设置为 节点A1和节点B1。 [0012]电感L1位于节点A1与节点A2之间， 电感L2位于节点A3与A4之间。 电容C1位于节点 A2与节点A7之间， 电容C2位于节点B2与A3之间， 电容C3位于节点A4与节点A5之间， 电容C4位 于节点A6与节点B3之间。 二极管D1位于节点A2与节点A3之间， 二极管D2位于节点A4与A7之 间， 二极管D3位于节 点A7与节点A5之间， 二极管D4位于节点A5与节 点B6之间。 IGBT开关管位 于节点A2与节 点B1之间， 储能电池连接节 点A3与B2， 与电容C2并联。 最 终系统的输出端口分说　明　书 1/3 页 3 CN 115528732 A 3