目前，光伏發(fā)電成為當(dāng)前新能源發(fā)電的重要研究方向。然而，由于外界環(huán)境的影響，光伏出力會(huì)有波動(dòng)性和隨機(jī)性，這往往不能滿足上級(jí)電網(wǎng)功率調(diào)度的需求。為了減小光伏系統(tǒng)出力的波動(dòng)性和隨機(jī)性對(duì)電網(wǎng)的沖擊，則需要引入儲(chǔ)能系統(tǒng)。儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠?qū)夥隽Φ牟▌?dòng)進(jìn)行平抑，實(shí)現(xiàn)削峰填谷的功能，以滿足并網(wǎng)需求。逆變器在光儲(chǔ)聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)中得到運(yùn)用，則會(huì)顯著提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。同時(shí)，如何做好整個(gè)系統(tǒng)控制策略的設(shè)計(jì)，運(yùn)用合理的能量管理策略，以維持并網(wǎng)電壓的穩(wěn)定、改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量、滿足上級(jí)電網(wǎng)調(diào)度需求，這些是當(dāng)前必須要解決的問(wèn)題。

家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)一般分為光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)三大部分，并通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)控制策略的實(shí)現(xiàn)，維持了并網(wǎng)電壓的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了逆變器在單位功率因數(shù)下的可靠運(yùn)行，滿足了上級(jí)電網(wǎng)功率調(diào)度的需求，改善了電網(wǎng)的電能質(zhì)量，增強(qiáng)了電網(wǎng)對(duì)新能源的吸納能力。系統(tǒng)整體包括三大系統(tǒng)：光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)。后與直流母線相連接；Buck-Boost變流器連接直流母線；H橋逆變器的直流側(cè)與直流母線相連。

家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)按功能，一般可分為5大功能模塊，分別是: Charge模塊、BOOST 模塊、INV逆變模塊、市電電流采樣模塊、控制模塊。各功能模塊的作用如下：

其中：

01

Charge模塊：負(fù)責(zé)電池的充放電，以及接收指令，實(shí)現(xiàn)能量分配

02

BOOST 模塊：負(fù)責(zé)追蹤太陽(yáng)能面板的最大功率點(diǎn)

03

INV逆變模塊：將直流電轉(zhuǎn)換為交流電輸送出去

04

市電電流采樣模塊：實(shí)時(shí)采集市電電流信息，將電流信息反饋給主控板

05

控制模塊：實(shí)現(xiàn)Charge模塊、BOOST 模塊以及INV逆變模塊之間的能量調(diào)度

具體的電路框圖如下，其中Charge模塊采用BUCK-BOOST拓?fù)?全橋DC-DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中全橋拓?fù)渲饕糜诘蛪褐绷鬓D(zhuǎn)高壓直流便于后端逆變，BUCK-BOOST拓?fù)渲饕糜趦?chǔ)能系統(tǒng)中電池的充放電，當(dāng)給電池充電時(shí)為BUCK電路，當(dāng)電池向外供電時(shí)為BOOST電路。BOOST 模塊主要負(fù)責(zé)太陽(yáng)能面板直流電壓的穩(wěn)定輸出。INV逆變模塊主要采用傳統(tǒng)的H橋拓?fù)洹?/p>

針對(duì)便攜式儲(chǔ)能的興起，榮湃順勢(shì)推出可用于BUCK-BOOST，BOOST，DC-DC全橋，H橋拓?fù)渲蠱OS管的雙通道隔離驅(qū)動(dòng)PAI8233系列，單通道隔離驅(qū)動(dòng)PAI8211系列，用于原副邊兩個(gè)DSP隔離通信及用于CAN通信和485通信的數(shù)字隔離器系列，以及會(huì)陸續(xù)推出的針對(duì)原副邊電流采樣的隔離放大器PAI5500系列等。

01

PAI8233高可靠性

隔離式雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器

PAI8233是一系列高可靠性的隔離式雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器IC，可以設(shè)計(jì)為驅(qū)動(dòng)高達(dá)5MHz開(kāi)關(guān)頻率的功率晶體管。每個(gè)輸出可以實(shí)現(xiàn)低至19ns傳播延遲和5ns的最大延遲匹配，來(lái)提供最大4A/8A的拉灌電流能力。PAI8233C 在SOIC-16和SOIC-14寬體封裝中提供5000VRMS隔離。100V/μs的最小共模瞬變抗擾度(CMTI)提高系統(tǒng)魯棒性。該驅(qū)動(dòng)器的最大工作電源電壓為25V，而輸入側(cè)則接受3V至5.5V的電源電壓。所有電源電壓引腳均支持欠壓鎖定(UVLO)保護(hù)。PAI8233C 具有所有這些出色的功能，適用于高可靠性、高功率密度和高效率的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)。

02

PAI8211單通道

隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器

PAI8211是單通道隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器，旨在驅(qū)動(dòng)許多應(yīng)用中的IGBT，功率MOSFET和SiC MOSFET。它提供分立輸出，分別控制上升和下降時(shí)間，并可以提供最大6A/6A的拉灌電流能力。PAI8211提供SOP8（150 mil）封裝，根據(jù)UL1577可支持3750VRMS隔離，150kV/μs的最小共模瞬變抗擾度（CMTI），支持系統(tǒng)魯棒性。該驅(qū)動(dòng)器的最大工作電源電壓為33V，而輸入側(cè)則接受2.5V至5.5V的電源電壓。所有電源電壓引腳均支持欠壓鎖定（UVLO）保護(hù)。PAI8211具有高驅(qū)動(dòng)電流，出色的耐用性，寬電源電壓范圍和快速信號(hào)傳播的特性，適用于高可靠性、高功率密度和高效率的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)。

03

PAI5500隔離電流放大器

PAI5500是輸出與輸入基于Idivider電容隔離技術(shù)的隔離電流放大器。此系列產(chǎn)品具有線性差分輸入信號(hào)±250mV范圍（±320mV滿量程）。故障安全功能包括輸入共模過(guò)壓檢測(cè)和VDD1缺失檢測(cè)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)和診斷。PAI5500的固定增益為8.2，并提供差分模擬輸出。低失調(diào)和增益漂移確保了整個(gè)溫度范圍內(nèi)的精度。高共模瞬變抗擾度可確保即使在存在大功率開(kāi)關(guān)的情況下（例如在電機(jī)控制應(yīng)用中），該設(shè)備也能夠提供準(zhǔn)確而可靠的測(cè)量結(jié)果。

具體工作模式能量流動(dòng)如下：

模式一：太陽(yáng)能能量剛好與家用負(fù)載平衡時(shí)，單獨(dú)由太陽(yáng)能給負(fù)載供電。

模式二：太陽(yáng)能能量大于家用負(fù)載，除給后端負(fù)載供電外，剩余能量將給電池充電。

模式三：太陽(yáng)能能量大于家用負(fù)載和電池充電，多余能量通過(guò)逆變輸送給電網(wǎng)。

模式四：太陽(yáng)能能量小于家用負(fù)載，電池放電供給負(fù)載。

模式五：太陽(yáng)能能量和電池放電能量小于負(fù)載功率，市電補(bǔ)償所缺能量。

模式六：晚上家用負(fù)載功率較小時(shí)，電池釋放能量供電。

模式七：晚上家用負(fù)載功率較大時(shí)，電池釋放能量不足，市電補(bǔ)償所缺能量。

審核編輯 ：李倩